Arsen 2.0 ebnet Weg zu neuen Anwendungen
Wissenschaftler haben Stoff in einer Graphen-Struktur mit Chlormethylen-Gruppen modifiziert
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2D-Arsen in Form einer gewellten Wabenstruktur (Grafik: Wiley-VCH) |
Frankfurt am Main/Prag/Singapur (pte022/16.10.2018/13:59) Materialforscher der Universität für Chemie und Technologie Prag http://vscht.cz und der Nanyang Technological University http://ntu.edu.sg haben ein neues 2D-Material vorgestellt, bei dem es gelang, Arsen in einer Graphen-Struktur mit Chlormethylen-Gruppen zu modifizieren. Details wurden in der Zeitschrift "Angewandte Chemie" veröffentlicht.
Hochkomplizierte Herstellung
Das Arsenen stellen die Forscher durch Mahlen von grauem Arsen in Tetrahydrofuran her. Die Scherkräfte sorgen dabei für eine Spaltung in zweidimensionale Lagen und eine Dispergierung der Schichten im Lösungsmittel. Dann leiten sie Dichlormethan ein und geben eine organische Lithiumverbindung (Butyllithium) hinzu. Aus diesen beiden Reagenzien entsteht als Zwischenprodukt sogenanntes Chlorcarben, ein Molekül aus je einem Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Chloratom. Dem Kohlenstoffatom fehlen damit zwei Bindungspartner, ein Zustand, der die Verbindungsklasse der Carbene hochreaktiv macht.
Arsenen wiederum enthält freie Elektronenpaare, die regelrecht von der Oberfläche "abstehen" und leicht Bindungen zu Chlorcarben eingehen können. Der Ansatz sorgt für eine starke Bedeckung der Arsenen-Oberfläche mit Chlormethylen-Gruppen, wie durch verschiedene Verfahren nachgewiesen wurde. Das so modifizierte Arsenen ist stabiler als reines Arsenen, zeigt eine starke Lumineszenz und elektronische Eigenschaften, die es für (opto)-elektronische Anwendungen attraktiv machen. Zudem können die Chlormethylen-Einheiten als Ausgangspunkt für weitere interessante Modifikationen genutzt werden.
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