Voor het eerst is het gelukt om een keten van twaalf benzeenringen rond te smeden tot een gesloten lus. Je kunt het ook zien als een koolstofnanobuisje van één zesring lang, meldt Science deze week.

Tot nu toe bestond zo’n structuur alleen in theorie. Benzeenringen zijn volkomen plat, hoe veel je er ook aan elkaar rijgt. Om ze rond te buigen tot een ‘nanobelt’ moet je kracht zetten, maar je hebt geen houvast en voor je het weet breekt de lus op een ander punt.

Wel zijn in het verleden ‘nanorings’ gemaakt waarbij de benzeenringen niet rechtstreeks aan elkaar vastzaten maar met korte, redelijk flexibele tussenstukjes. Eén keer leidde behandeling van zo’n ring met een laser tot een MS-signaal dat de aanwezigheid van nanobelts suggereerde. Op een gecontroleerde manier nanobelts maken, en ze dan ook los in handen krijgen, was echter nooit gelukt.

Kenichiro Itami en collega’s van de universiteit van Nagoya hebben het nu voor elkaar gekregen via een omweg, met zogeheten Wittigreacties als voornaamste gereedschap. Het komt er ongeveer op neer dat ze eerst twee halve nanoringen synthetiseerden met elk drie gebromeerde aromaten, verbonden door tussenstukken met telkens twee koolstofatomen. De twee helften knoopten ze aan beide einden aan elkaar, zodat een ringstructuur met zes nog steeds gebromeerde aromaatringen en zes van die tussenstukjes ontstond. Tot slot gebruikten ze die bromering om via een reeks ringsluitingsreacties extra bruggen tussen de aromaten te kunnen slaan, zodat de gewenste nanobelt ontstond.

De opbrengst van de laatste reactie was slechts één procent, maar de eerdere stappen werkten zo efficiënt dat de Japanners voldoende nanobelts in handen konden krijgen voor een uitgebreide structuruopheldering. Het lukte zelfs ze te laten kristalliseren en er röntgenkristallografie mee te doen. De diameter blijkt 8,324 Å te bedragen.

Volgens Itami kun je ze mogelijk gebruiken als kiem voor het kweken van koolstofnanobuisjes met een nauwkeurig gedefinieerde diameter en structuur, in plaats van de bonte mix die de huidige productiemethodes opleveren.

bron: Science