元素週期表的兄弟-假金屬?



Discovery Of New Family Of Pseudo-metallic Chemicals



Science Daily — 元素週期表,我們從小看到大的一個理化表格,在 111 個元素當中,彼此少有競爭。最近,美國密蘇里大學哥倫比亞分校(University of Missouri-Columbia)的研究團隊在德國所發行的國際知名應用化學期刊《Angewandte Chemie》上發表了一個嶄新的發現。透過科學家對分子的操控,改寫了過去五十年來以類似方法想要製造得到「類金屬(metal-like)」性質的分子卻一直不得其門而入的瓶頸,他們創造出了一個全新的物種 - 「假元素(pseudo element)」。無論是為了其廣泛的應用性,或是將來對於疾病或是電子界的應用,都可以透過調整這個物質之類金屬性質的特性而達到。



圖1. 元素週期表中各元素的真實狀態。(原始大圖片:http://theodoregray.com/PeriodicTable/Posters/Poster2.2000.low.JPG


五十年前,人在 MU 的放射學教授兼國際奈米及分子醫學研究院主任 Fred Hawthorne 發現了一個極其穩定的分子,這個分子由 12 個硼原子及 12 個氫原子所構成,也就是廣為人知的「硼籠(boron cages)」結構。由於分子相當不容易被更動或是修飾,就這樣靜靜的躺在 Hawthorne 實驗室裡面許多年。



圖2. Structure of pseudo-metallic closomer. (Credit: Image courtesy of University of Missouri-Columbia)


最近,Hawthorne 的研究團隊發現修飾這個「籠子」的方法,並且得到了相當大量、且是奈米等級的全新家族化合物。他們的研究成果將發表於這個月出版的期刊中。Hawthorne 以及該研究院中的助理教授同時也是該篇論文的第一作者 Mark Lee 發現到,只要連接不同的化合物到這個籠子上,就可以讓它們具有許多不同的金屬性質。

Lee 這樣說到:「對於這些假金屬來說,它們所擁有的性質是相當多樣且大量的,它們也許可以自成一格,成為一個全新的 “假金屬週期表” 中的一個 “假元素”。」

這項發現具有相當大的開發潛力,尤其對醫療領域來說。

「對於所有具有生命的有機體來說,體內都包含有許多的化學反應在發生,這些化學反應均牽涉到電子在分子與金屬之間的轉移過程。」Lee 說到。「這個新家族分子的電子轉移特性涵蓋了整個生命系統。也正因為如此,這些 “假金屬” 也許可以成為生命系統當中一個用來偵測疾病發生之早期徵兆的探針。」

除此之外,因為這些分子具有相當廣泛的可利用性,它們也許能在電子領域的奈米科技當中製造出各式種類的電子產品。

「透過控制化合物的變異性,使得這個單一的發現也許開啟了整個研究的新領域。」Lee 說到。「我們可以有能力去改變這些假金屬的性質,讓我們有機會將它們變成我們所需要的樣子,無論是生物醫學、化學、電子應用等領域。甚至其中有一些領域可以發展出相當有用地奈米科學呢!」


Note: This story has been adapted from a news release issued by University of Missouri-Columbia.


譯者註:
目前元素週期表中一共有 117 個元素已被確認,不過元素編號 117 的元素尚未被製備(融合)出來,反倒是元素編號 118 已經成功得到,名稱為 Ununoctium。「The current standard table contains 117 confirmed elements as of October 16, 2006 (while element 118 has been synthesized, element 117 has not).」(來源:Wiki 百科 - 元素週期表


圖3. 元素週期表完整圖。



原始報導:
1. ScienceDaily:Discovery Of New Family Of Pseudo-metallic Chemicals
2. News Bureau - University of Missouri-Columbia


原始論文摘要:
"Alkoxy Derivatives of Dodecaborate: Discrete Nanomolecular Ions with Tunable Pseudometallic Properties", Angewandte Chemie, 2007, 119, 3078-3082.

http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114201805/ABSTRACT



相關連結:
1. M. Frederick Hawthorne 教授實驗室



圖4. Frederick Hawthorne 教授


2. Wiki 百科 - 元素 118:Ununoctium