Наука достигла многих вещей, которые когда-то считались невозможными. Например, расщепление атома. Благодаря замечательному новому прорыву Саарского университета в Саарбрюккене, Германия, теперь мы можем добавить в этот список создание ароматического кремния.
Первое, что нужно знать об этом соединении, это то, что оно не просто ароматно, как, скажем, зубчик чеснока. Хотя самые ранние ароматические соединения были названы так из-за их характерного аромата, сейчас для химиков гораздо важнее другое качество, которым они обладают. Профессор общей и неорганической химии Саара Дэвид Шешкевитц объяснил SciTechDaily: «Чтобы классифицировать соединение как ароматическое, оно должно иметь определенное количество общих электронов, которые равномерно распределены вокруг плоской кольцевой структуры». Плоское кольцо соединения представляет собой структуру, в которой каждый атом находится в одной плоской плоскости.
Это делает соединение очень химически стабильным из-за того, что электроны распределены равномерно и вся структура связана вместе. Это одно из важнейших свойств ароматических соединений, которое считалось невозможным воспроизвести с помощью металлического кремния, поскольку их электроны не связываются в такой же степени. Тем не менее исследовательской группе удалось построить молекулу кремния, состоящую из пяти атомов. Результатом стал пентасилациклопентадиенид с резким названием, адаптированный из углеродного циклопентадиенида путем замены его атомов на атомы кремния. Ученые искали пути к такому ароматическому кремнию уже полвека, и, что удивительно, независимая группа, работающая в Японии, возглавляемая Такеаки Ивамото из Университета Тохоку, пришла к одному из них примерно в то же время. Однако еще более впечатляющим является то, что именно это может означать для будущего науки.
Открытие и его невероятные последствия
Тем из нас, кто не химик, достаточно сложно произнести пентасилациклопентадиенид, не говоря уже о том, чтобы сразу понять, почему это такое важное достижение. Шешкевиц рассказал Chemical & Engineering News, что это было одно из соединений его «мечты». Два десятилетия его экспериментов и экспериментов его учеников не привели к успеху, прежде чем один из них, Анкур (у которого нет фамилии), попытался использовать соединение дилития и графит калия с триизопропилфенилсилилтрихлоридом, почти случайно наткнувшись на это.
Тем временем Такеаки Ивамото и его коллеги разработали пошаговый подход к манипулированию молекулами, из которых получается один и тот же продукт разными способами. По данным Университета Тохоку, Ивамото сказал, что «Циклопентадиенид — это очень полезная молекула, широко используемая в катализаторах, которые ускоряют реакции и исследования в области материаловедения», и поэтому создание того, что является его кремниевым аналогом, имеет большое значение для науки и за ее пределами. Университет добавляет, что это, несомненно, приведет к аналогичным открытиям и созданию других соединений кремния, что, в свою очередь, «откроет скрытые физические свойства, функции и новые применения, присущие кремнию – многочисленному элементу без риска истощения».
Последний пункт может оказаться решающим. В конце концов, вещество может иметь целый ряд важных применений, но это может означать лишь то, что спрос заставляет его расходоваться слишком быстро. Если удастся создать и стабилизировать больше таких соединений кремния, это откроет всевозможные новые возможности, от процессов до разработки новых материалов (например, дорога самовосстановления Google). Мы еще не знаем, к чему приведут пентасилациклопентадиенид и последующие открытия, но он имеет огромный потенциал. Возможно, новые вещества, которые будут гораздо более экологичными. Всё потому, что некоторые настойчивые учёные отказывались признать что-то невозможным.
