معمای شیمیایی چند دهه حل شد. دانشمندان مولکول بیسموت را ک تا بحال ندیده اند سنتز کردند .
بیسموت یک عنصر فلزی سنگین وغیر سمی است که به دلیل خواص الکترونیکی منحصر به فرد و کاربرد های بالقوه خود در علم مواد شناخته شده است . محققان با موفقیت یک حلقه Bi5 یک مولکول بیسموت پنج اتمی را سنتز و تثبیت کردند که می تواند فرصت های جدیدی در کاتالیزور ، الکترونیک و فناوری های پایدار بگشاید .
تصویر بالا بلور های بیسموت را نشان می دهد. محققان با سنتز یک مولکول غیر معمول ، پایه و اساس مواد و فرآیند های شیمیایی جدید را ایجاد کردند. محققان موسسه فناوری KIT با موفقیت یک حلقه Bi5 مولکولی متشکل از پنج اتم بیسموت را در یک مجتمع فلزی سنتز و تثبیت کردند. این دستاورد یک شکاف کلیدی در تحقیقات کلیدی شیمیایی پر می کند و فرصت های جدیدی را برای کاربرد ها در علم مواد ، کاتالیزور و الکترونیک می گشاید . این مطالعه در Natuer chemistry منتشر شده است. ما با سنتز حلقه Bi5 به یک سوال دیرینه تحقیقات پایه پاسخ دادیم . محققان به این نتیجه رسیدند که این نکته جالب توجه است که حلقه Bi5 دارای ساختاری شبیه به مولکول سیکلوپنتادینیل است که طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی دارد ، با این حال حلقه Bi5 با جرم بیشتر و خواص الکترونی منحصر به فردش متفاوت است. برای دهه های متوالی محققان به دنبال آنالوگ های سنگین حلقه سیکلوپنتادینیل بودند ، یعنی مولکول هایی که در آن اتم های کربن یا هیدروژن اصلی با اتم های عناصر سنگین تر جایگزین می شوند . چنین مولکول هایی دارای خواص بالقوه جالب و جذابی برای کاتالیزکردن واکنش های شیمیایی یا استفاده در مواد برای اجزای الکترونیکی هستند. آنالوگ با اتم های بیسموت ( یک عنصر فلزی سنگین اما غیر سمی ) قبلا تولید نشده بود ، اگرچه پیش بینی شده بود که حلقه دارای خواص معطر ، مانند توزیع پایدار الکترون ها شبیه به سیکلوپنتادینیل باشد. جداسازی موفقیت آمیز حلقه نشان میدهد که حتی سنگین ترین انواع را می توان در ترکیبات پایدار ادغام کرد و در واکنش های شیمیایی استفاده کرد. روش های تحلیلی با دقت بالا که با همکاری گروه هایی به سرپرستی پرفسور فلوریان ویگن از موسسه مواد و فناوری های کوانتومی و سایر محقان به کار گرفته شد ، بینش های دقیقی را در مورد ویژگی های الکترونیکی و مغناطیسی ارائه کردند. همانطور که انتظار میرفت نتایج نشان داد که این مولکول به ویژه برای کاربرد در کاتالیز و الکترونیک امیدوار کننده است. محققان با ترکیبی از تجربه ، شهود و تکنیک های سنتز مدرن به این سنتز درست دست یافتند. به گفته محقق دهن دریافت کننده اخیر جایزه ایوپاک یک خانم ، مهندس شیمی به دلیل استفاده از یک حلال خاص بود . فناوری های پایدار می توانند سود ببرند . کارگروه تحقیقاتی اهمیت تحقیقات پایه را برای پیشرفت های علمی نشان می دهد. نتایج نه تنها یک نقطه عطف در شیمی هستند ، بلکه می توانند پایه ای برای توسعه فناوری های کارآمدتر و سازگار با محیط زیست نیز فراهم کنند. این پروژه ازبنیاد تحقیقات آلمان و شورای تحقیقات اروپا بودجه دریافت کرد. این تیم تحقیقاتی قصد دارد ترکیبات بیشتری را براساس حلقه Bi5 بررسی کند تا از پتانسیل آن برای واکنش های شیمیایی و کاربرد های علم مواد به طور کامل بهره برداری کند .برنامه ها همچنین شامل استفاده از روش های یادگیری ماشین برای تسریع تحقیقات و بهبود بیشتر مسیر های سنتز است. یکی از محققان از این تیم تحقیقاتی گفت : ما امیدواریم که کارما محققان دیگررا تشویق کند تا این مسیر را دادامه دهند و برنامه های کاربردی جدیدی را توسعه دهند. این تیم تحقیقاتی قصد دارند با شرکت ها و موسسه های تحقیقاتی علاقه مند کارکنند.
