كيميائيون في جامعة سارلاند أنشأوا بنتاسيلاسيكلوبنتاديينيد، وهو نظير سيليكوني لمركب عطري مستقر، منهين عقودًا من المحاولات الفاشلة. الاختراق، المنشور في مجلة ساينس، يستبدل ذرات الكربون بذرات السيليكون في هيكل حلقي مكون من خمس ذرات. هذا الإنجاز يفتح إمكانيات لمواد ومفاعلات جديدة في الصناعة.
لمدة نحو 50 عامًا، سعى الباحثون في جميع أنحاء العالم للحصول على جزيء عطري قائم على السيليكون، وواجهوا انتكاسات متكررة. الآن، نجح فريق في جامعة سارلاند في ألمانيا في تصنيع بنتاسيلاسيكلوبنتاديينيد، وهو مركب يحتوي على حلقة من خمس ذرات سيليكون تظهر استقرارًا عطريًا. قاد ديفيد شيشكيويتز، أستاذ الكيمياء العامة واللاعضوية، الجهد بالاشتراك مع الطالب الدكتوري أنكور وبيرند مورغنشتيرن من مركز خدمات انحراف الأشعة السينية في الجامعة. عملهم يستبدل ذرات الكربون في السيكلوبنتاديينيد —حلقة مسطحة من خمس ذرات كربون معروفة باستقرارها الاستثنائي— بذرات سيليكون. تشتق المركبات العطرية متانتها من توزيع إلكترونات متساوٍ حول الحلقة، كما وصفت قاعدة هيكل، المسماة على اسم الفيزيائي إريك هيكل. «لكي يُصنف كعطري، يجب أن يحتوي المركب على عدد معين من الإلكترونات المشتركة الموزعة بالتساوي حول هيكل الحلقة المسطحة، ويعبر عن هذا العدد قاعدة هيكل»، شرح شيشكيويتز. الطبيعة الأكثر معدنية للسيليكون تعني أنه يمسك بالإلكترونات بأقل قوة من الكربون، مما قد ينتج مركبات ذات خصائص فريدة. يمكن أن تعزز مثل هذه الجزيئات المفاعلات في إنتاج البلاستيك. «في إنتاج البوليإيثيلين والبوليبروبيلين، على سبيل المثال، تساعد المركبات العطرية في جعل المفاعلات التي تتحكم في هذه العمليات الكيميائية الصناعية أكثر متانة وفعالية»، أشار شيشكيويتز. قبل ذلك، كان الجزيء العطري الوحيد المعروف من السيليكون هو نظير حلقة ثلاثية الأعضاء للسيكلوبروبينيوم، تم إنشاؤه في عام 1981. بشكل مستقل، أنتجت مجموعة تاكياي إيواموتو في جامعة طوكوهو في سينداي، اليابان، نفس المركب ذي الحلقة الخماسية السيليكونية. نشر كلا الفريقين نتائجهما معًا في مجلة ساينس (2026؛ 391(6785):579، DOI: 10.1126/science.aed1802). يمثل هذا التطور خطوة رئيسية في كيمياء السيليكون، وقد يمكن من مواد جديدة للتطبيقات الصناعية.
