Бор и азот: как химики нашли ключ к новым материалам

Ученые придумали новый способ, как соединить бор и азот в молекулах. Это важно, потому что такие соединения могут стать основой для новых материалов, например, для гибкой электроники или биохимических сенсоров.

Раньше было всего два способа создать связь между бором и азотом, и это сильно ограничивало возможности ученых. Теперь химики из Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН предложили третий метод, который открывает новые горизонты.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Chemical Science.

В чем суть? Ученые использовали нитрены — очень активные частицы, содержащие азот. Эти частицы легко встраиваются в молекулы, где уже есть бор, и меняют их свойства. Это похоже на то, как если бы вы вставили новое слово в середину предложения, и его смысл полностью изменился. Но тут есть проблема: нитрены настолько активны, что реакция происходит слишком быстро и хаотично. Чтобы контролировать процесс, ученые добавили катализаторы — специальные вещества, которые направляют энергию молекул в нужное русло.

Исследователи перепробовали больше сорока разных катализаторов, прежде чем нашли идеальный вариант. Им оказались комплексы рутения и родия с аминокислотами. Эти катализаторы помогли ученым управлять реакцией и получать именно те соединения, которые они хотели.

Мы надеемся, что наш метод станет полезным инструментом для химиков, — говорит Дмитрий Перекалин, руководитель проекта.

Он позволяет соединять борсодержащие молекулы с разными азотными соединениями, включая природные и биологически активные вещества. Это можно использовать, например, для создания светящихся меток в биохимии или материалов для гибкой электроники. Сейчас мы работаем над тем, чтобы сделать полученные соединения более стабильными, но даже сейчас они уже пригодны для практического применения.

Что это дает

• Новые материалы для гибкой электроники.
• Светящиеся метки для биохимических исследований.
• Возможность создавать более сложные и разнообразные молекулы.

Ранее ученые создали композит для гибкой электроники из нефтяных отходов.

Фото: Катализатор соединяет бор и азот. Источник: Дмитрий Перекалин.

11.03.2025