இறக்கை வடிவ நானோகிராஃபீனின் பண்புகள்

சமீப ஆண்டுகளில், பல்வேறு செயற்கை இரசாயன அணுகுமுறைகளைக்கொண்டு  “துல்லியமான மூலக்கூறு அமைப்பு மற்றும் உயர் தூய்மையுடன் கூடிய நானோகிராஃபீன்” பாலிசைக்ளிக் நறுமண கலவைகளை (PAHs-Polycyclic Aromatic Compounds) பயன்படுத்தி ஆராயச்சி செய்யப்பட்டு வருகிறது. இந்த 2D நானோ அளவிலான கிராஃபீனிலிருந்து கட்டமைப்பு ரீதியாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட 3D அசெம்பிளிகள் மற்றும் இடைவெளிகளை உருவாக்குவது சாத்தியமானால், தனித்துவமான கட்டமைப்பு பண்புகளுடன் புதிய பொருட்களை உருவாக்க முடியும். எஹைம் பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள ஒரு ஆராய்ச்சிக் குழு, பைரோல்களைப் பயன்படுத்தி நைட்ரஜனைக் கொண்ட PAH ஹெக்ஸாபைரோலோஹெக்ஸாசாகோரோனின் (HPHAC-Hexapyrrolohexaazacoronene) தொகுப்பு மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளை ஆய்வு செய்து வருகிறது. எலக்ட்ரான் நிறைந்த பைரோல்களால் ஆன HPHACகள் எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகின்றன மற்றும் அவற்றின் இரண்டு-எலக்ட்ரான் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட வடிவங்கள் உலகளாவிய நறுமணத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. எவ்வாறாயினும், HPHAC-கள் பற்றிய ஆய்வுகளில், அனலாக்ஸ் உட்பட மோனோமர்களின் தொகுப்பு மற்றும் அவற்றின் கட்டமைப்பு-பண்புகளை தெளிவுபடுத்துதல் ஆகியவை மட்டுமே செய்யும். கட்டமைப்பு ரீதியாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட 3D கட்டமைப்புகளை நோக்கி டைமர்களின் தொகுப்பு பற்றிய ஆய்வுகள் எதுவும் நடத்தப்படவில்லை.

இந்த ஆய்வில், ஒரு பைசைக்ளோக்டடீன் எலும்புக்கூட்டை கட்டமைப்பு ரீதியாக கடினமான குறுக்கு இணைப்பு தளமாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இறக்கை வடிவ HPHAC டைமர் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. HPHAC மோனோமரைப் போலவே, புதிதாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட டைமரில் நிலையான ரெடாக்ஸ் பண்புகள் காணப்பட்டன. கூடுதலாக, ஒற்றை படிக அமைப்பு பகுப்பாய்வு மற்றும் பல்வேறு நிறமாலை அளவீடுகள் மூலம் ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைப் பொறுத்து சிறப்பியல்பு முறைகள் வெளிப்படுத்தப்பட்டன. மேலும், HPHAC டைமரின் டெட்ராகேஷனிக் இனங்களில், இரண்டு HPHAC-களால் சூழப்பட்ட 3D இடத்தின் நறுமணத்தன்மை மேம்படுத்தப்பட்டதாகக் கண்டறியப்பட்டது. இது ஒன்றுக்கொன்று HPHAC-களின் காந்த மற்றும் மின்னணு பண்புகளின் விளைவாகும்.

நானோகிராஃபீன் மீதான சமீபத்திய செயற்கை இரசாயன ஆராய்ச்சியில், வழக்கமான பிளானர் சேர்மங்களுக்கு பதிலாக, உயர் பரிமாண கலவைகளின் எடுத்துக்கொள்ளப்பட்டன. அதில், கிண்ணம் மற்றும் சேணம்-வடிவ கட்டமைப்புகள் பதிவாகியுள்ளன. மறுபுறம், கட்டமைப்பு ரீதியாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட 3D திரள்கள் மற்றும் இடைவெளிகளின் கட்டுமானம் மற்றும் அவை தொகுதி அலகுகளாகப் பயன்படுத்துவது குறித்து சில ஆய்வுகள் உள்ளன. 3D நானோகிராஃபீனின் பல்துறை அசெம்பிளி முறைகள் அதிக இயந்திர வலிமை மற்றும் ஒரு பெரிய பரப்பளவை வழங்க முடியும், இதனால் சென்சார்கள், பயோஇமேஜிங் மற்றும் ஆற்றல் மாற்றும் பொருட்களுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

References:

• Wu, F., Oki, K., Xue, J., Mori, S., Takase, M., Shen, Z., & Uno, H. (2021). Synthesis, Properties, and Packing Structures of Wing-Shaped N-Doped Nanographene in Various Oxidation States. Organic Letters.
• Narita, A., Wang, X. Y., Feng, X., & Müllen, K. (2015). New advances in nanographene chemistry. Chemical Society Reviews, 44(18), 6616-6643.
• Yang, K., Feng, L., Shi, X., & Liu, Z. (2013). Nano-graphene in biomedicine: theranostic applications. Chemical Society Reviews, 42(2), 530-547.