Českým fyzikům se povedlo vyrobit unikátní molekulu magnetického nanografenu. Grafen je supertenká forma uhlíku podobná strukturou grafitu, která ale běžně nemá magnetické vlastnosti. Nanočástice má po přiblížení mikroskopem tvar podobný motýlím křídlům. Na každém vrcholu takzvaného „křídla“ jsou nepárové elektrony, které si vzájemně předávají informace. Tato vlastnost předurčuje budoucí využití nanografenu v kvantových technologiích a uchovávání dat. O nanografenu napsali vědci v článku časopisu Nature Chemistry. V tiskové zprávě to uvedly Fyzikálního ústav a Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR (AV ČR).
Běžně má uhlíkový nanografen, stejně jako grafen, šesterečnou strukturu připomínající včelí plástev. Atomy jsou v něm vázány tak, že elektrony jsou přesně a správně sdíleny, což způsobuje, že nemá žádné magnetické vlastnosti. V přírodě se grafen podle vědců v podstatě nenachází, neboť je součástí grafitu. Samostatné molekuly grafenu je proto potřeba uměle vytvořit v laboratoři.
„Syntetici v Singapuru vymysleli cestu, jak vyrobit polotovar nanografenové molekuly ve stabilní formě, díky čemuž ji bylo možné poslat našim experimentálním kolegům. Ti vzali zaslaný vzorek a přenesli ho do přesně definovaného prostředí skenovacího mikroskopu, kde je ultra vysoké vakuum, které simuluje prostředí ve vesmíru. Molekulu nanesli na povrch zlata, zahřáli ji na určitou teplotu a skrze chemickou reakci vznikla molekula s tvarem motýlích křídel,“ řekl ČTK Adam Matěj z Fyzikálního ústavu AV ČR a Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN Univerzity Palackého v Olomouci.
Vědci poté mohli zkoumat vlastnosti nově vzniklé molekuly. „Museli jsme následovně potvrdit, jaké má tato molekula vlastnosti a proč je má. Tato molekula magnetického nanografenu má čtyři nepárové elektrony, což je neobvyklé. Kombinuje totiž zároveň dva koncepty vzniku magnetismu,“ uvedl Matěj. „Nepárové elektrony na každém křídle molekuly komunikují spolu určitou cestou a to je pro nás důležité. Ta interakce musí být o určité síle, aby magnetický nanografen mohl být využitý například v kvantových technologiích nebo úložištích,“ dodal.
Na experimentálním a teoretickém ověření vlastností nanografenu se podíleli vědci z Národní singapurské univerzity, výzkumného ústavu CATRIN Univerzity Palackého v Olomouci, čínské Nankingské univerzity a dvou ústavů Akademie věd ČR – Fyzikálního ústavu a Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského.
