Na łamach prestiżowego czasopisma Journal of the American Chemical Society (JACS) ukazała się praca pt. "Three-Dimensional Fully π-Conjugated Macrocycles: When 3D-Aromatic and When 2D-Aromatic-in-3D?", której współautorem jest dr hab. Dariusz Szczepanik z Zespołu Termodynamiki i Dynamiki Reakcji Chemicznych Wydziału Chemii UJ. Artykuł powstał we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Gironie (Hiszpania), Uniwersytetu Uppsala (Szwecja) i Uniwersytetu w Gandawie (Belgia).
Aromatyczność trójwymiarowa (3D) związków chemicznych stanowi uogólnienie znanej z podręczników koncepcji dwuwymiarowej (2D) aromatyczności cechującej płaskie pierścienie molekularne z układem skoniugowanych wiązań chemicznych zawierających 4n+2π-elektrony (tzw. reguła Hückla). Koncepcja 3D-aromatyczności jest szczególnie cenna w projektowaniu dużych i topologicznie skomplikowanych trójwymiarowych struktur chemicznych, które cechują wysoka stabilność termodynamiczna oraz unikalne właściwości magnetyczne i transportowe. Pomimo rosnącej popularności koncepcji 3D-aromatyczności zarówno wśród chemików teoretyków jak i eksperymentatorów, dokładne kryteria jakościowe stanowiące warunek konieczny dla istnienia tego typu aromatyczności nie były znane. W opublikowanej pracy dr Szczepanik wraz ze współpracownikami przeprowadzili szereg analiz teoretycznych z wykorzystaniem nowoczesnych metod obliczeniowych (w tym opracowanej na Wydziale Chemii UJ tzw. metody gęstości elektronowej wiązań zdelokalizowanych), które po raz pierwszy pozwoliły określić jakie cechy topologiczne i strukturalno-elektronowe muszą zostać spełnione, aby trójwymiarowe struktury chemiczne były 3D-aromatyczne. Dodatkowo, naukowcy wykazali, że dotychczas zsyntezowane cząsteczki trójwymiarowe, u których podejrzewano istnienie 3D-aromatyczności, są w istocie stabilizowane termodynamicznie przez „zwykłą” 2D-aromatyczność. Opublikowana praca przyciągnęła uwagę środowiska naukowego, a wywiad z autorami artykułu zostanie niebawem opublikowany w miesięczniku Chemistry World Royal Chemical Society.
Badania nad 3D-aromatycznością zostały w części sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu Sonata Bis 11 pt. " Entropowo-informacyjne źródła aromatyczności chemicznej: teoria i zastosowania" (nr umowy 2021/42/E/ST4/00332), kierowanego przez dra hab. Dariusza Szczepanika. Artykuł dostępny jest w formacie open access.
Zgodnie z wykazem czasopism naukowych i recenzowanych materiałów z konferencji międzynarodowych Ministerstwa Edukacji i Nauki liczba punktów przypisana czasopismu Journal of the American Chemical Society (JACS) wynosi 200 (Impact Factor czasopisma to 15.419).
Autorom serdecznie gratulujemy!