Πρόσφατα, το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα (OIST) στην Ιαπωνία, σε συνεργασία με επιστήμονες από τη Γερμανία και τη Ρωσία, ανέπτυξε με επιτυχία μια νέα ένωση μεταλλοκενίου. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύονται στο νέο τεύχος του περιοδικού Nature Communications.
Τα μεταλλοκένια είναι οργανομεταλλικές ενώσεις γνωστές για την ευελιξία τους και την ειδική δομή «σάντουιτς». Οι επιστήμονες κέρδισαν το Νόμπελ Χημείας το 1973 για την πρωτοποριακή έρευνά τους στις χημικές ιδιότητες των μεταλλικών-οργανικών ενώσεων.
Τα μεταλλοκένια είναι ευπροσάρμοστα επειδή μπορούν να «χτυπήσουν» πολλά διαφορετικά στοιχεία για να σχηματίσουν μια ποικιλία ενώσεων. Χρησιμοποιούνται σε ποικίλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής πολυμερών, μετρητών γλυκόζης για τη μέτρηση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα, ηλιακών κυττάρων ασβεστίτη και ως καταλύτες. Η χημική δομή των μεταλλοκενίων επιτρέπει το σχηματισμό συμπλεγμάτων με έως και 20 ηλεκτρόνια, αλλά η δομή των ηλεκτρονίων 18-είναι η πιο ευνοημένη επειδή είναι η πιο σταθερή έκδοση.
Το να έχεις περισσότερα από 18 ηλεκτρόνια είναι σπάνιο, σύμφωνα με τους ερευνητές, επειδή μόλις ξεπεράσεις τα 18 ηλεκτρόνια, οι χημικοί δεσμοί του μεταλλοκενίου αρχίζουν να επιμηκύνονται, να σπάνε και να αλλάζουν δομή. Η ομάδα πρόσθεσε δύο άλλα ηλεκτρόνια στο μεταλλοκένιο 19-ηλεκτρονίου αυτή τη φορά, δημιουργώντας ένα 21-ηλεκτρόνιο μεταλλοκένιο. Οι περισσότεροι άνθρωποι πίστευαν προηγουμένως ότι αυτό ήταν αδύνατο, αλλά το νεοαναπτυγμένο 21-ηλεκτρόνιο μεταλλοκένιο είναι σταθερό τόσο σε διάλυμα όσο και σε στερεή κατάσταση και μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Με αυτό το νέο μεταλλοκένιο, οι ερευνητές θα μπορούσαν να δημιουργήσουν νέα υλικά για χρήση στην ιατρική, την κατάλυση και την ενέργεια, βοηθώντας στην επίλυση σημαντικών παγκόσμιων προβλημάτων και στη βελτίωση της ποιότητας της ανθρώπινης ζωής.
Επειδή η δομή σάντουιτς του μεταλλοκενίου μπορεί εύκολα να αλλοιωθεί, το πιο δύσκολο μέρος της μελέτης είναι να αποδείξει ότι το άζωτο έχει συνδεθεί επιτυχώς με το κοβάλτιο χωρίς να αλλάξει η δομή του σάντουιτς. Οι ερευνητές έπρεπε επίσης να αποδείξουν αυστηρά ότι τα μεταλλοκένια ήταν σωστά συνδεδεμένα με όλα τα γειτονικά άτομα άνθρακα και ότι τα άτομα αζώτου ήταν συνδεδεμένα με τα άτομα κοβαλτίου.
