Необычные высокосимметричные структуры – гигантские молекулы диаметром 7 нм с чётко различимыми «втулкой», «спицами» и «ободом» – были созданы в Боннском Университете.

Двумерные наночастицы, такие как пластинки оксида алюминия, могут быть использованы в качестве наполнителей для пластмасс, поскольку придают материалам отличные механические свойства. Нанокомпозиты из пластика и пластинок оксида алюминия являются твёрдыми, прочными и термостойкими материалами. Добавление наноразмерных пластинок может улучшить барьерные свойства материалов по отношению к жидкостям и газам, что крайне желательно для таких приложений, как упаковка пищевых продуктов.

Интересной областью является использование вместо пластинок оксида алюминия органических дискообразных молекул. Методы органического синтеза позволяют производить молекулы чётко заданных размеров и формы. Кроме того, химические свойства этих молекул можно легко контролировать путём добавления тех или иных функциональных групп. Однако, до сих пор не было возможности создать органические диски такого же большого размера, как неорганические структуры, на смену которым они должны прийти.

Структура органических молекулярных дисков: слева – «втулка со спицами», справа – конечная структура, образующаяся после конденсации «спиц» в «обод».

Исследователи начали с жёстких звездообразных молекул-втулок. Затем к ним добавлялись молекулярные блоки-«спицы». На последнем этапе (см. рисунок) эти блоки конденсировались с образованием непрерывного «обода». Для обеспечения растворимости молекул, необходимой для экспериментов, к ним добавлялись дополнительные функциональные группы. В дальнейшие планы учёных входит наращивание этих структур путём добавления новых блоков к «ободам» – наподобие паутины.

Василий Артюхов