Fullerenes

fullerenes

Ons gaan vandag praat oor 'n molekulêre struktuur wat in die wêreld van fisika gebruik word en wat baie toepaslik is. Dit gaan oor die fullerenes. En dit is die derde stabielste molekulêre struktuur van koolstof wat vandag bekend is. Dit kan 'n bolvormige, elliptiese, buisvormige of ringvormige vorm hê. Dit is in 1985 byna per ongeluk ontdek.

In hierdie artikel gaan ons u vertel van al die eienskappe, ontdekking en toepassings van fullerenes.

sleutelkenmerke

60 koolstofatome in 'n molekule

Fullerenes is deur wetenskaplikes ontdek Harold Kroto, Robert Curl en Richard Smalley in 1985 in die VSA. Hulle is byna per ongeluk ontdek, maar het dit vir hulle moontlik gemaak om in 1996 die Nobelprys vir Chemie te ontvang. Die patent is in 1990 ingedien en gepubliseer. Dit is nuwe strukture, baie stabiele koolstofmolekules. In werklikheid staan ​​hulle bekend as die derde stabielste molekulêre vorm van koolstof naas diamant en grafiet.

Fullerenes het ontwikkel as gevolg van 'n eksperiment wat met koolstofmolekules uitgevoer is. Die patent wat geskep is, verwys na die eerste metode om hoeveelhede van die stof te produseer, om die stof self te ontdek. Wat probeer is om te patenteer, was die manier om in groot hoeveelhede volereen te skep om daaruit voordeel te trek.

In daardie jaar is verskillende eksperimente uitgevoer. Aan die Rice-universiteit in Houston het Harold Kroto van die Universiteit van Southampton en Richard Smalley en Robert Curl van Rice 'n eksperiment uitgevoer wat daarop gerig was om al die toestande waarin dit voorkom naby die oppervlak van 'n ster te probeer simuleer. Die doel van hierdie eksperiment was om te weet hoe groot molekules in die ruimte gevorm word. Om dit te doen, het hulle 'n intense laserstraal op 'n koolstofoppervlak in die teenwoordigheid van heliumgas afgevuur. Aanvanklik is dit met waterstof en stikstof getoets, maar uiteindelik slegs met stikstof.

Nadat die laserstraal in die teenwoordigheid van helium op die koolstofoppervlak gemeng is, was dit moontlik om te sien hoe die gasvormige koolstof saam met die helium tot trosse gevorm het. Die gas moes tot bykans nul afgekoel word om 'n spektrale analise van die trosse uit te voer. Dit blyk C60 te wees, wat beteken dat daar is 60 koolstofatome in 'n enkele molekule. Op daardie stadium het wetenskaplikes nog nie so iets gesien nie. En dit is dat dit 'n sferiese struktuur is wat herinner aan die geodesiese kluis van Buckminster Fuller, vandaar die naam fullerenes.

Toepassings van fullerenes

aanvanklike studie om molekules te ontdek

Aangesien hulle nie volereen op 'n rekenaar kan herskep nie, moes hulle papier, skêr en band gebruik. Dit is hoe hierdie verbinding as fullerenes gedoop word. Ons weet dat koolstofatome hulle kombineer met mekaar en kan saamwerk om lang polimeerkettings te vorm. Hierdie polimere word gereeld gebruik in produkte soos plastiekbekers en bottels.

Een van die vreemdste eienskappe van fullerenes is dat sommige elektrone het van die atome wat ontlokaliseer is. Daar kan gesê word dat die gedrag van hierdie elektrone is asof hulle nie besef dat dit deel van die struktuur van koolstof is nie. Dit beteken dat dit met hierdie tipe gedrag moontlik is om ander atome makliker by te voeg om supergeleiers of isolator te bou. Nadat die patent geskep is, is baie verslae geskryf oor volledige weergawes en die moontlikhede wat dit bied.

Alhoewel hierdie verbindings nog redelik nuut is, kom wetenskaplikes met verskillende idees wat lyk asof dit die struktuur van fullerenes wissel om fyn hol vesels te vorm wat 200 keer die treksterkte van staal besit. Dit lyk asof een van die gebruike van fullereen klein pincet vorm om groepe molekules of houers te versamel wat dien om klein hoeveelhede medisyne of skilde teen radioaktiwiteit te dra. Dit kan ook omskep word in hokke wat dien om sommige molekules te bevat wat ander van kleiner grootte deurlaat. As ander soorte atome bygevoeg word, kan spesifieke eienskappe verkry word, soos om die elektriese weerstand te meet.

Eienskappe van fullerenes

fullere strukture

Dit is hol strukture wat as gevolg van brande of weerlig in die natuur gevorm kan word. As ons dit fisies ontleed, sien ons dat dit in die vorm van geel poeier is. Die wetenskaplike teken daarvan is C60 en verwys na die aantal koolstofatome in dieselfde molekuul. Hulle kan vervorm, maar keer terug na hul oorspronklike vorm wanneer die druk waaraan hulle onderwerp word, begin afneem.

Die voordeel van fullerenes en die behoefte aan patentering is dat dit baie bestand is. En dit is dat die temperatuur van meer as 1000 grade nodig is om hierdie deeltjies te vernietig. Hierdie temperature is nie maklik daagliks haalbaar nie. Deur 'n geslote en simmetriese vorm te hê, bied dit groot weerstand teen druk. Dit kan druk van 3000 atmosfeer weerstaan.

Onder die eienskappe van fullerenes sien ons hul smeer-eienskappe. Die smeervermoë word gegee deur die swak intermolekulêre kragte. Die molekules daarvan kan kondenseer om 'n vaste stof met stabieler en swakker bindings te vorm. Hierdie vaste stof staan ​​bekend onder die naam fullerite. As ons vollerine blootstel aan baie lae temperature, sien ons dat dit in staat is om te sublimeer sonder om die sfere te verloor. Die molekules daarvan is baie elektronegatief en vorm bindings met atome wat elektrone skenk.

Ons kan tot die gevolgtrekking kom dat fullerenes nuwe materiale is wat sterk gekorreleerde stelsels twee genereer en wat groot belangstelling in die wetenskaplike gemeenskap veroorsaak. Veral dit belangstelling is gesentreer vanuit die oogpunt van supergeleiding. Deur voort te gaan met al die navorsing oor hierdie materiale, kan die huidige tegnologieë vir die vervaardiging van nuttige materiale vir die toekoms verbeter word.

Soos u kan sien, kan in die wetenskap baie interessante materiale ontdek word as gevolg van foute of die strewe na verskillende doelstellings. Ek hoop dat u met hierdie inligting meer kan leer oor volledige weergawes en hul eienskappe.


Die inhoud van die artikel voldoen aan ons beginsels van redaksionele etiek. Klik op om 'n fout te rapporteer hier.

Wees die eerste om te kommentaar lewer

Laat u kommentaar

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie. Verpligte velde gemerk met *

*

*

  1. Verantwoordelik vir die data: Miguel Ángel Gatón
  2. Doel van die data: Beheer SPAM, bestuur van kommentaar.
  3. Wettiging: U toestemming
  4. Kommunikasie van die data: Die data sal nie aan derde partye oorgedra word nie, behalwe deur wettige verpligtinge.
  5. Datastoor: databasis aangebied deur Occentus Networks (EU)
  6. Regte: U kan u inligting te alle tye beperk, herstel en verwyder.