Ротор-статорные молекулярные кристаллы фуллеренов с кубаном

Кубан (C8H8) и фуллерен (C60) — известные каркасные молекулы, имеющие форму платоновых или архимедовых тел. Их необычные химические свойства и свойства в твёрдом состоянии привлекают большой научный интерес. Оба вещества образуют полиморфные молекулярные кристаллы с различным ориентационным порядком. Идея интеркалирования фуллерена кубаном была предложена несколько лет назад, однако попыток получить такие материалы не предпринималось. Показано, что C60 и аналогичным образом C70 образуют с кубаном высокосимметричные молекулярные кристаллы благодаря топологическому молекулярному распознаванию между выпуклой поверхностью фуллеренов и вогнутой поверхностью кубана. Неподвижный кубан занимает октаэдрические пустоты гранецентрированных кубических структур и служит подшипником между вращающимися молекулами фуллерена. Гладкий контакт между молекулами ротора и статора значительно снижает температуру ориентационного упорядочения. Эти материалы имеют большое значение для топохимии: при повышенных температурах они превращаются в высокоустойчивые ковалентные производные, сохраняя при этом кристаллический облик. Зависящее от размера молекулярное распознавание открывает перспективу селективного получения родственных структур с более крупными фуллеренами и/или замещёнными кубанами.