Karbon, Dünya üzerindeki yaşamın temelidir. O yüzden bilim kurgu eserlerde ‘organik’ olmayan varlıklar dünyalıları karbon bazlı yaşam formu olarak tanımlar. Ayrıca karbonun pek çok farklı maddeyi oluşturabilme yeteneği vardır. Bir karbon atomu, diğer üç karbona tek atomla bağlanırsa grafit oluşur. İşin içine bir atom daha girdiğinde elmas ortaya çıkar. 60 karbonu bir araya getirdiğinizde buckyball adlı yapıyı elde edersiniz.
Yine de bir karbon atomunun yalnızca iki diğer karbona bağlandığı bir halka yapısı oluşturmak bilim insanları için oldukça zorlu bir meydan okuma oldu. Yapıyı oluşturmak mümkün olsa da dengeli kalmasını sağlamak zor. Oxford Üniversitesi ve IBM, dengeli bir karbon halkası üretebilen ilk ekip oldu.
Halkalı karbon adı verilen bu yapı, 18 karbon atomundan oluşturuldu. Bu halkanın termodinamik anlamda dengeli en küçük zincir olduğu belirtiliyor. Gelişmiş mikroskop teknolojileri sayesinde yapının görüntüleri de elde edildi.
Halkalı karbon elektronikte kullanılacak
Şu ana kadar araştırmacıların bulgularına göre halkalı karbon yarı iletken özellikler taşıyor. Bu da yapının elektronikte kullanılabileceği anlamına geliyor. Karbon halkaları oluşturmayı oldukça zor hale getiren yüksek reaksiyon özellikleri de karbon açısından zenginleştirilmiş materyaller ve karbon allotroplar üretilmesini mümkün kılacak.
Araştırmacılar, bu yapıyı ortaya çıkarmak için önce üçgen halkalı karbonoksit (C24O6) ürettiler. Daha sonra da yapıyı bakır bir plaka üzerinde sodyum klorid ile etkileşime soktular ve mutlak sıfır noktasının çok az üstüne kadar soğuttular. Böylece yapı stabil olarak kaldı. Daha sonra da atomik güç mikroskobu yardımıyla ekip, karbonmonoksitleri yapıdan çıkardı ve geriye atom çemberini bıraktı.
Bu yapı ilginç bir şekilde polinik zincir olarak biliniyor, yani üçlü veya tekli bağ ile gerçekleştirilebiliyor. Tek boyutlu karbonun bu yapıyı oluşturup oluşturmadığı ise uzun süredir merak konusuydu.
Araştırmalar devam edecek
Tarihte bir ilk gerçekleştirilmiş olsa da sonuçların gösterdiği bir başka gerçek var, o da bu yapının henüz tam anlamıyla kusursuz olmadığı. Bilim insanları üretim sürecini geliştirmeli ve daha kolay hale getirmeliler. Ayrıca şu anda tek seferde tek halka üretilebiliyor, bunu çoklu hale getirmeleri gerekiyor.
Araştırmacılar şimdi yapının kullanılabileceği alanlarda denemeler yapacak. Araştırmacılara göre bu çalışma, atom manipülasyonu ile karbon açısından zengin moleküller üretmeyi sağlayacak. Araştırma sonuçları Science dergisinde yayımlandı.
