Tổng hợp thành công nhiều loại oxide silicon
Trong một nỗ lực hướng về các phòng thí nghiệm châu Âu thế kỷ 19, một khám phá mới của
các nhà nghiên cứu hóa học đại học Georgia vừa đặt nền móng cho những triển vọng nghiên cứu về hóa học silicon và công nghiệp chất bán dẫn.
Các loại oxide silicon. Nguồn: Đại học Georgia
Được công bố ngày 20/4 vừa qua trong tạp chí
Nature Chemistry, nghiên cứu này cung cấp cho bạn đọc chi tiết về lần đầu tiên các nhà hóa học có thể "bẫy" được các mẫu phân tử của nhiều loại oxide silicon.
Sử dụng kỹ thuật được phát triển năm 2008, nhóm khoa học UGA đã lần đầu tiên thành công trong việc cô lập các phân tử oxide silicon, tại nhiệt độ phòng, bằng cách bẫy chúng giữa các đế hữu cơ cố định.
"Trong khám phá năm 2008, chúng tôi đã có thể ổn định và tổng hợp được phân tử oxide có hai nguyên tử silicon, là loại oxide mà trước đó chỉ có thể nghiên cứu được ở nhiệt độ cực thấp sử dụng kỹ thuật thực nghiệm
matrix isolation, Gregory H. Robinson, giáo sư hóa học của tổ chức UGA và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết. "Chúng tôi đã chỉ ra rằng các đế hữu cơ này có thể giúp ổn định được nhiều phân tử hoạt tính cao tại nhiệt độ phòng."
Các cột, hay nhóm, của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học thường chia sẻ các tính chất hóa học tương tự nhau. Ví dụ như nhóm 14, chứa nguyên tố Carbon, cũng như nguyên tố silicon- nguyên tố giống carbon nhất trong tất cả các loại nguyên tố. Tuy nhiên, có những khác biệt rất lớn giữa hai nguyên tố trên. Trong khi các oxide của carbon, CO và CO2 được biết đến rộng rãi, các phân tử oxide silicon vẫn ít được biết đến, vì hoạt tính cực cao giữa các liên kết bội Silicon và Oxygen.
SiO, được mô tả là loại oxide silicon phong phú nhất trong vũ trụ. Nhưng trên mặt đất, nó chỉ bền ở các nhiệt độ rất cao, khoảng 1200 độ Celsius. Silica tự nhiên, (SiO2)n, tồn tại trên mặt đất dưới dạng cát, mạng chất rắn trong đó mỗi nguyên tử Silicon liên kết với bốn nguyên tử oxygen trong một quy trình lặp đi lặp lại vô tận.
Bài báo cũng chỉ ra hai hợp chất mới chứa các lõi Si2O3 and Si2O4 mà nhóm nghiên cứu đã có thể cô lập sử dụng kỹ thuật ổn định carbene.
Khám phá này đã phá vỡ rào cản vào một lĩnh vực hóa học, nơi mà các khó khăn trong tổng hợp các phân tử đã hạn chế đáng kể hoạt động nghiên cứu. Các vật liệu silicon oxide được sử dụng rất nhiều trong mỗi thiết bị điện tử, và có thể có nhiều ứng dụng hữu ích hơn nữa nhờ nghiên cứu này.
"Kỹ thuật của chúng tôi có vẻ như là một phương thức hấp dẫn để tiếp cận các phân tử hoạt tính cao này.", theo GS Robinson. "Chúng tôi đã tìm ra cánh cửa sau giúp tiếp cận các mẫu phân tử có chứa các loại oxide silicon."
"Tại đây các nhà hóa học luôn suy nghĩ về các phân tử chưa từng được tổng hợp thành công và đặt ra câu hỏi: "Why not?"
Phản hồi của bạn đọc
Bài viết khác