U materiálů nás samozřejmě zajímají mechanické vlastnosti, které optimalizujeme s ohledem na plánované využití materiálu. Zajímavou kombinaci vlastností se podařilo připravit v Carnegie Institution for Science ve Washingtonu.
Diamanty jsou zajímavé svými mechanickými i optickými vlastnosti, proto se je snažíme připravovat i uměle. Syntéza diamantových fází je poměrně náročná, ale umožňuje i připravovat exotičtější fáze.
Zajímavou modifikací jsou diamantová nanovlákna, pokud je budeme připravovat z benzenu, může docházet ke kondenzaci benzenových jader ve všech směrech. Pokud ale použijeme derivát benzenu, který má dva sousední uhlíky nahrazeny dusíkem, tzn. 1,2-diazin, neboli pyridazin, možnosti kondenzace výrazně omezíme.[1,2]
Pokud umístíme kapku pyridazinu do diamantové kovadliny a začneme na ni působit velkým tlakem dojde k [4+2]cykloadici, která poskytne diamantové nanovlákno, které má vazby C-C orientované jedním směrem, díky tomu je pevné jako diamant, ale také ohebné. Podmínky potřebné pro tuto reakci jsou 30 GPa a teplota 230 °C.
Reakce byla monitorována pomocí RTG práškové difrakce, FTIR a Ramanovy spektroskopie. Prášková difrakce ukázala, že při tlaku zhruba 0,2 GPa dochází ke ztuhnutí pyridazinu. Data z vibračních spekter byla konzistentní s PXRD.
[4+2]cykloadice
Cykloadice jsou reakce, kde spolu reagují dva π-systémy a (jak je slyšet z názvu) dochází k cyklizaci. Čísla v závorce uvádějí počty π-elektronů, které do reakce vstupují. V případě [4+2]cykloadice spolu reaguje dien s alkenem a vzniká šestičlenný cyklus.[3]
Závěr
Tato metoda poskytuje vysoce uspořádané diamantové vlákno a je velice perspektivní pro vývoj a optimalizaci tohoto typu materiálů.