Heute werden wir über eine molekulare Struktur sprechen, die in der Welt der Physik verwendet wird und großartige Anwendungen hat. Es geht um die Fullerene. Und es ist die drittstabilste Molekülstruktur von Kohlenstoff, die heute bekannt ist. Es kann eine sphärische, elliptische, Rohr- oder Ringform annehmen. Es wurde fast zufällig im Jahr 1985 entdeckt.
In diesem Artikel werden wir Sie über alle Eigenschaften, Entdeckungen und Anwendungen von Fullerenen informieren.
Schlüsselmerkmale
Fullerene wurden von Wissenschaftlern entdeckt Harold Kroto, Robert Curl und Richard Smalley 1985 in den USA Sie sind fast zufällig entdeckt worden, haben es ihnen jedoch ermöglicht, 1996 den Nobelpreis für Chemie zu erhalten. Das Patent wurde 1990 eingereicht und anschließend veröffentlicht. Dies sind neue Strukturen sehr stabiler Kohlenstoffmoleküle. Tatsächlich sind sie nach Diamant und Graphit als drittstabilste bekannte molekulare Form von Kohlenstoff bekannt.
Fullerene entwickelten sich als Ergebnis eines Experiments, das mit Kohlenstoffmolekülen durchgeführt wurde. Das Patent, das geschaffen wurde, bezieht sich auf das erste Verfahren zur Herstellung von Mengen des Stoffes, das zur Entdeckung des Stoffes selbst geführt hat. Was versucht wurde zu patentieren war die Art und Weise, in großen Mengen Fulleren zu erzeugen, um davon zu profitieren.
In diesem Jahr wurden verschiedene Experimente durchgeführt. An der Rice University in Houston führten Harold Kroto von der University of Southampton sowie Richard Smalley und Robert Curl von Rice ein Experiment durch, bei dem versucht wurde, alle Bedingungen zu simulieren, unter denen sie nahe der Oberfläche eines Sterns auftreten. Das Ziel dieses Experiments war es zu wissen, wie große Moleküle im Raum gebildet werden. Dazu feuerten sie in Gegenwart von Heliumgas einen intensiven Laserstrahl auf eine Kohlenstoffoberfläche. Zunächst wurde es mit Wasserstoff und Stickstoff getestet, schließlich aber nur mit Stickstoff.
Nachdem der Laserstrahl in Gegenwart von Helium auf der Kohlenstoffoberfläche gemischt worden war, konnte beobachtet werden, wie sich der gasförmige Kohlenstoff mit dem Helium zu Clustern verband. Das Gas musste auf nahezu Null abgekühlt werden, um eine Spektralanalyse der Cluster durchführen zu können. Es stellte sich heraus, dass es sich um C60 handelte, was das bedeutet Ein einzelnes Molekül enthält 60 Kohlenstoffatome. Zu dieser Zeit hatten Wissenschaftler so etwas noch nicht gesehen. Und es ist eine kugelförmige Struktur, die an das geodätische Gewölbe von Buckminster Fuller erinnert, daher der Name Fullerene.
Anwendungen von Fullerenen
Da sie Fulleren auf einem Computer nicht wiederherstellen können, mussten sie auf Papier, Schere und Klebeband zurückgreifen. So wird diese Verbindung als Fullerene getauft. Wir wissen, dass Kohlenstoffatome Sie verbinden sich miteinander und können sich zu langen Polymerketten verbinden. Diese Polymere werden häufig in Produkten wie Plastikbechern und Flaschen verwendet.
Eine der seltsamsten Eigenschaften von Fullerenen ist, dass einige von ihnen Elektronen aus den Atomen haben, die de-lokalisiert sind. Man kann sagen, dass sich diese Elektronen so verhalten, als hätten sie nicht erkannt, dass sie Teil der Kohlenstoffstruktur sind. Dies bedeutet, dass es mit dieser Art von Verhalten möglich ist, andere Atome leichter hinzuzufügen, um Supraleiter oder Isolatoren aufzubauen. Nach der Erstellung des Patents wurden viele Berichte über Fullerene und die damit verbundenen Möglichkeiten verfasst.
Obwohl diese Verbindungen noch ziemlich neu sind, kommen Wissenschaftler auf unterschiedliche Ideen, die die Struktur von Fullerenen zu wechseln scheinen, um feine Hohlfasern zu bilden, die besitzen die 200-fache Zugfestigkeit von Stahl. Es scheint, dass eine der Anwendungen von Fulleren darin besteht, winzige Pinzetten zu bilden, um Gruppen von Molekülen oder Behältern zu sammeln, die dazu dienen, winzige Mengen von Arzneimitteln oder Schutzschildern gegen Radioaktivität zu transportieren. Es kann auch in Käfige umgewandelt werden, die dazu dienen, einige Moleküle aufzunehmen, durch die andere kleinerer Größe hindurchtreten können. Wenn andere Arten von Atomen hinzugefügt werden, können bestimmte Eigenschaften erhalten werden, wie beispielsweise die Messung des elektrischen Widerstands.
Eigenschaften von Fullerenen
Dies sind hohle Strukturen, die sich in der Natur durch Brände oder Blitze bilden können. Wenn wir sie physikalisch analysieren, sehen wir, dass sie in Form von gelbem Pulver vorliegen. Sein wissenschaftliches Zeichen ist C60 und bezieht sich auf die Anzahl der Kohlenstoffatome im selben Molekül. Sie können sich verformen, kehren jedoch in ihre ursprüngliche Form zurück, wenn der Druck, dem sie ausgesetzt sind, abnimmt.
Der Vorteil von Fullerenen und die Notwendigkeit einer Patentierung besteht darin, dass sie sehr widerstandsfähig sind. Und um diese Partikel zu zerstören, sind Temperaturen über 1000 Grad erforderlich. Diese Temperaturen sind nicht leicht täglich zu erreichen. Durch seine geschlossene und symmetrische Form bietet es einen hohen Druckwiderstand. Es ist in der Lage, Drücken von 3000 Atmosphären standzuhalten.
Unter den Eigenschaften von Fullerenen sehen wir ihre Schmiereigenschaften. Die Schmierleistung ergibt sich aus den schwachen intermolekularen Kräften. Seine Moleküle können kondensieren und einen Feststoff mit stabileren und schwächeren Bindungen bilden. Dieser Feststoff ist unter dem Namen Fullerit bekannt. Wenn wir Fulleren sehr niedrigen Temperaturen aussetzen, sehen wir, dass sie zur Sublimation fähig sind, ohne die Kugeln zu verlieren. Seine Moleküle sind sehr elektronegativ und bilden Bindungen mit Atomen, die Elektronen abgeben.
Wir können daraus schließen, dass Fullerene neue Materialien sind, die stark korrelierte Systeme zwei erzeugen und großes Interesse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft hervorrufen. Besonders das Das Interesse ist unter dem Gesichtspunkt der Supraleitung zentriert. Die ständige Forschung an diesen Materialien kann die aktuellen Technologien zur Herstellung nützlicher Materialien für die Zukunft verbessern.
Wie Sie sehen, können in der Wissenschaft sehr interessante Materialien aufgrund von Fehlern oder der Verfolgung unterschiedlicher Ziele entdeckt werden. Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über Fullerene und ihre Eigenschaften erfahren können.