Исследователи из России (Курчатовский институт и Институт спектроскопии РАН), Великобритании и Испании разработали метод синтеза нового типа соединений, содержащих никель и углерода.

Гетерофуллерены представляют собой полые молекулы, форма которых близка к сферической, которые, в отличие от фуллеренов, содержат и другие атомы кроме атома углерода. Впервые такие соединения были получены еще в 1991 году, но до настоящего времени гетерофуллерены, содержащие никель или какой-либо другой переходный металл, не были синтезированы. Как отмечают авторы нового метода, это обстоятельство вдвойне удивительно, поскольку переходные металлы рассматриваются как катализаторы синтеза углеродных нанотрубок и графена.

Синтез никельсодержащих гетерофуллеренов, как, предполагается, протекает в условиях бомбардировки электронами, сходной с той, которая применяется для изучения нанообъектов или даже отдельных атомов методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения [high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM)]. Эксперименты, проведенные ранее в различных исследовательских группах, продемонстрировали, что облучение потоком электронов может также быть использовано для синтеза разнообразных наноструктур (например, пучок электронов применялся для трансформации однослойных углеродных нанотрубок в двухслойные).

Используя результаты исследования фуллеренов и кластеров никеля, полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, а также закономерности, которые удалось определить с помощью компьютерного моделирования методом молекулярной динамики, исследователи определили, каким образом можно трансформировать хлопья графена и никелевый кластер в никель-углеродный гетерофуллерен.

Тем не менее, исследователи не уверены в том, где конкретно могут найти подобные гетерофуллерены, хотя и предполагают возможные направления применения нового класса соединений. Один из участников исследования, Андрей Попов (Andrey Popov), отмечает, что новые молекулы проявляют интересные электронные, магнитные и оптический свойства, а также могу быть скомбинированы с некоторыми органическими фрагментами, которые могут быть интересны, как биологам, так и лечащим врачам. Также такие гетерофуллерены, потенциально могут найти применение в построении трехмерных металлоорганических структур для хранения водорода.