„Stark und doch sanft“ klingt wie eine Werbung für Waschmittel, aber es beschreibt perfekt Carboran, eine neue Säure, die eine der stärksten jemals synthetisierten ist. Im Gegensatz zu den meisten Säuren ist es nicht ätzend und daher möglicherweise sicherer zu verwenden und einfacher zu lagern. Die Supersäure wurde verwendet, um nie zuvor gesehene Ionen von Kohlenstoff zu erzeugen und kann letztendlich für die Raffination von Erdöl nützlich sein.
Chemiker erkannten vor 30 Jahren, dass ein Molekül namens Carboran eine hervorragende Säure bilden würde. Alles, was sie tun mussten, war ein Proton zu Carborans negativ geladenem Ion (CB11H6X6-, mit X entweder Cl oder Br) hinzuzufügen. Aber das ist leichter gesagt als getan; Ein Team unter der Leitung von Christopher Reed, einem Chemiker an der University of California, Riverside, versuchte es mehr als 10 Jahre lang, scheiterte aber immer. Das Problem war, dass die Säure ihr Proton an jedes Lösungsmittel abgab (oder, wie Chemiker sagen, „protonierte“), in dem sie es herstellten. Sobald sie auf die Idee kamen, es unter ultratrockenen Bedingungen herzustellen, behielt das Molekül sein zusätzliches Proton. Wie erwartet war die neue Säure etwa eine Million Mal stärker als Schwefelsäure, die traditionelle Trennlinie zwischen Säuren und Supersäuren.
Das Problem mit den meisten Supersäuren ist, dass sie sehr ätzend sind; Sie geben nicht nur ein Proton an andere Moleküle ab, sondern reißen sie auseinander. Carboran wird jedoch extrem inert, nachdem es sein Proton abgegeben hat. Reed und seine Gruppe demonstrierten dies, indem sie damit „Buckyballs“ ionisierten, zerbrechliche, fußballförmige Kohlenstoffmoleküle. Jeder vorherige Versuch, Buckyballs zu protonieren, hatte die Moleküle zerstört, aber die Carboransäure gelang es, das magentafarbene Buckyball-Pulver in ein rotes Salz von der Farbe Bordeaux zu verwandeln, berichtet das Team in der 7. Juli-Ausgabe von Science.
Andere Chemiker sagen, dass die neue Säure wahrscheinlich nützliches Zeug ist. „Das große Bild ist, dass es jetzt alles protonieren kann“, sagt Yves Rubin, ein physikalisch-organischer Chemiker an der University of California, Los Angeles. In der Erdölindustrie kann Carboran in der Lage sein, Öl zu raffinieren, um seinen Oktangehalt zu erhöhen, ein Prozess, der normalerweise starke und ätzende Säuren erfordert. Für Wissenschaftler kann dies eine Möglichkeit sein, kurzlebige Zwischenprodukte chemischer Reaktionen zu stabilisieren und einen „Schnappschuss“ zu liefern. „Ich denke, es wird der Standard für nicht reaktive Säuren“, sagt Rubin.
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