Ученые разработали инновационный метод создания химических связей между бором и азотом. Для контроля быстрых реакций активных азотных частиц исследователи применили специальные катализаторы, обеспечивающие точное управление процессом. Это открытие предоставляет уникальные возможности для синтеза светящихся молекул, востребованных в производстве биосенсоров и гибкой органической электроники. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.
Альтернативные строительные блоки для материалов будущего
Хотя углерод остается основой большинства современных материалов, его ближайшие «соседи» в таблице Менделеева — бор и азот — открывают новые горизонты для науки. Связи B-N не только повторяют структурную роль углеродных аналогов, но и обладают повышенной полярностью, что усиливает их реакционную способность. Благодаря этому соединения на основе бора и азота уже используются в создании термостойкой керамики и гибких электронных устройств. Однако до сих пор ученые располагали лишь двумя методами формирования таких связей, что сдерживало развитие отрасли.
Прорыв в управлении химическими процессами
Сотрудники ИНЭОС РАН совершили значительный шаг вперед, предложив оригинальный способ соединения бора и азота в органических молекулах. В основе метода лежит взаимодействие борсодержащих соединений с высокоактивными нитренами. Эти частицы, подобно молекулярным «ключам», легко интегрируются в структуру, модифицируя свойства вещества. Ученые сравнивают процесс с редактированием текста, где добавление всего одного элемента полностью меняет смысл.
Точный контроль за счет катализаторов
Главной задачей стало управление сверхбыстрыми реакциями нитренов. Для предотвращения образования побочных продуктов исследователи подобрали каталитические системы на основе рутения и родия, усиленные аминокислотами. После тестирования 40 вариантов именно эти комплексы показали наилучшую эффективность, направляя энергию молекул в нужное русло.
Перспективы для науки и промышленности
«Разработанная реакция открывает широкие возможности для синтеза функциональных материалов, — делится доктор химических наук Дмитрий Перекалин. — Мы можем комбинировать борсодержащие соединения с природными и биологически активными молекулами, создавая яркие флуоресцентные метки или компоненты для электроники. Текущие результаты уже позволяют начать исследования практического применения, а дальнейшая работа над стабильностью амидоборанов сделает технологии еще совершеннее».
Это достижение не только расширяет инструментарий химиков, но и приближает эру доступных высокотехнологичных материалов с заданными свойствами.
Источник: indicator.ru
