Fullereenid

fullereenid

Täna räägime füüsikamaailmas kasutatavast molekulaarsest struktuurist, millel on suurepärased rakendused. See on umbes fullereenid. Ja see on täna teadaolevalt süsiniku stabiilsuselt kolmas molekulstruktuur. See võib olla sfääriline, elliptiline, toru või rõnga kuju. See avastati peaaegu juhuslikult 1985. aastal.

Selles artiklis räägime teile fullereenide kõikidest omadustest, avastamisest ja rakendustest.

põhijooned

60 süsinikuaatomit molekulis

Fullereenid avastasid teadlased Harold Kroto, Robert Curl ja Richard Smalley 1985. aastal USA-s. Need on peaaegu juhuslikud avastused, kuid võimaldasid neil 1996. aastal Nobeli keemiaauhinna saada. Patent esitati 1990. aastal ja seejärel avaldati. Need on uued struktuurid, väga stabiilsed süsiniku molekulid. Tegelikult on need tuntud kui süsiniku teadaolevalt stabiilseim kolmas molekulvorm pärast teemanti ja grafiiti.

Fullereenid arenesid välja süsiniku molekulidega läbi viidud katse tulemusena. Loodud patent viitab esimesele meetodile aine koguste tootmiseks. See on aine enda avastamine. Mida üritati patenteerida, oli viis, kuidas luua suurtes kogustes fullereeni, et sellest kasu saada.

Sel aastal tehti erinevaid katseid. Houstoni Rice'i ülikoolis viisid Harold Kroto Southamptoni ülikoolist ning Richard Smalley ja Robert Rice riisist läbi katse, mis põhines püüdel simuleerida kõiki tingimusi, milles need tähe pinna lähedal esinevad. Selle katse eesmärk oli teada, kuidas suured molekulid kosmoses moodustuvad. Selleks tulistasid nad heeliumgaasi juuresolekul süsinikupinnale intensiivse laserkiire. Esialgu katsetati seda vesiniku ja lämmastikuga, kuid lõpuks ainult lämmastikuga.

Kui laserkiir oli heeliumi manulusel süsiniku pinnale segatud, oli võimalik jälgida, kuidas gaasiline süsinik heeliumiga kokku moodustus, moodustades klastreid. Klastrite spektraalanalüüsi tegemiseks tuli gaas jahutada absoluutse nulli lähedale. Need osutusid C60-ks, mis tähendab seda ühes molekulis on 60 süsinikuaatomit. Sel ajal polnud teadlased midagi sellist näinud. Ja see on see, et see on sfääriline struktuur, mis meenutab Buckminster Fulleri geodeetilist võlvi, sellest ka nimi fullerenes.

Fullereenide rakendused

esialgne uuring molekulide avastamiseks

Kuna nad ei suuda fullereeni arvutis taastada, pidid nad kasutama paberit, kääre ja linti. Nii ristitakse see ühend fullereenideks. Me teame, et süsinikuaatomid nad kombineeruvad üksteisega ja võivad üksteisega liituda, moodustades pikad polümeerahelad. Neid polümeere kasutatakse sageli sellistes toodetes nagu plasttopsid ja pudelid.

Fullereenide üks kummalisemaid omadusi on see, et mõnel neist on elektronid lokaliseerimata aatomitest. Võib öelda, et nende elektronide käitumine on selline, nagu nad ei mõistaks, et nad on osa süsiniku struktuurist. See tähendab, et seda tüüpi käitumise korral on ülijuhtide või isolaatorite ehitamiseks võimalik teisi aatomeid kergemini lisada. Pärast patendi loomist kirjutati palju aruandeid fullereenide ja selle pakutavate võimaluste kohta.

Kuigi need ühendid on veel üsna uued, pakuvad teadlased välja erinevaid ideid, mis näivad asendavat fullereenide struktuuri peenete õõnsate kiudude moodustamiseks. omama terase tõmbetugevust 200 korda. Tundub, et fullereeni üks kasutusviise on moodustada pisikesed pintsetid molekulirühmade või konteinerite kogumiseks, mis on mõeldud radioaktiivsuse vastu väikeses koguses ravimite või kilpide kandmiseks. Seda saab muuta ka puurideks, mis sisaldavad mõningaid molekule, mis võimaldavad teistel väiksematel suurustel läbida. Kui lisatakse muud tüüpi aatomid, võib saada konkreetseid omadusi, näiteks mõõta elektritakistust.

Fullereenide omadused

fullereeni struktuurid

Need on õõnsad struktuurid, mis võivad looduses tekkida tulekahjude või välgu tagajärjel. Kui analüüsime neid füüsiliselt, näeme, et need on kollase pulbri kujul. Selle teaduslik märk on C60 ja viitab süsinikuaatomite arvule samas molekulis. Nad on võimelised deformeeruma, kuid naasevad oma algsele kujule, kui neile avaldatav rõhk hakkab vähenema.

Fullereenide eeliseks ja patenteerimise vajaduseks on see, et need on väga vastupidavad. Ja see on see, et nende osakeste hävitamiseks on vaja temperatuure üle 1000 kraadi. Neid temperatuure pole igapäevaselt lihtne saavutada. Suletud ja sümmeetrilise kujuga annab see suure vastupidavuse survele. See on võimeline vastu pidama 3000 atmosfääri rõhule.

Fullereenide omaduste hulgas näeme nende määrimisomadusi. Määrimisvõime annab nõrk molekulidevaheline jõud. Selle molekulid võivad kondenseeruda, moodustades stabiilsemate ja nõrkade sidemetega tahke aine. Seda tahket ainet tuntakse fulleriidi nime all. Kui puutume fullereeni kokku väga madalate temperatuuridega, näeme, et need on võimelised sublimeeruma sfääre kaotamata. Selle molekulid on väga elektronegatiivsed ja moodustavad sidemeid elektronide loovutavate aatomitega.

Võime järeldada, et fullereenid on uued materjalid, mis loovad tugevalt korreleerunud süsteemid kaks ja mis tekitavad teadlaskonnas suurt huvi. Eriti see huvi on suunatud ülijuhtivuse seisukohast. Nende materjalide alalises uurimises jätkamine võib parandada praegust tehnoloogiat tuleviku jaoks kasulike materjalide tootmiseks.

Nagu näete, võib teaduses vigade või erinevate eesmärkide poole püüdlemise tulemusena avastada väga huvitavaid materjale. Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada fullereenide ja nende omaduste kohta.


Jäta oma kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Kohustuslikud väljad on tähistatud *

*

*

  1. Andmete eest vastutab: Miguel Ángel Gatón
  2. Andmete eesmärk: Rämpsposti kontrollimine, kommentaaride haldamine.
  3. Seadustamine: teie nõusolek
  4. Andmete edastamine: andmeid ei edastata kolmandatele isikutele, välja arvatud juriidilise kohustuse alusel.
  5. Andmete salvestamine: andmebaas, mida haldab Occentus Networks (EL)
  6. Õigused: igal ajal saate oma teavet piirata, taastada ja kustutada.