Í dag ætlum við að tala um sameindabyggingu sem er notuð í heimi eðlisfræðinnar og hefur mikla notkun. Það snýst um fullerenes. Og það er þriðja stöðugasta sameindabygging kolefnis sem vitað er um í dag. Það getur verið kúlulaga, sporöskjulaga, rör eða hringlaga. Það uppgötvaðist næstum óvart árið 1985.
Í þessari grein ætlum við að segja þér frá öllum eiginleikum, uppgötvun og forritum fullrita.
helstu eiginleikar
Fullerenes uppgötvuðust af vísindamönnum Harold Kroto, Robert Curl og Richard Smalley árið 1985 í Bandaríkjunum. Þeir eru næstum fyrir tilviljun uppgötvun en gerðu þeim kleift að fá Nóbelsverðlaun í efnafræði árið 1996. Einkaleyfið var lögð fram árið 1990 og síðan birt. Þetta eru ný mannvirki, mjög stöðugar kolefnissameindir. Reyndar eru þeir þekktir sem þriðja stöðugasta sameindaform kolefnis á eftir tígli og grafít.
Fullerenes þróaðist vegna tilraunar sem gerð var með kolefnisameindir. Einkaleyfið sem búið er til vísar til fyrstu aðferðarinnar til að framleiða magn efnisins hefur farið í uppgötvun efnisins sjálfs. Það sem var reynt að fá einkaleyfi á var leiðin til að búa til í miklu magni í fulleren til að græða á því.
Á því ári voru gerðar ýmsar tilraunir. Í Rice háskólanum í Houston gerðu Harold Kroto frá University of Southampton og Richard Smalley og Robert Curl of Rice tilraun sem byggðist á því að reyna að líkja eftir öllum aðstæðum sem þær eiga sér stað nálægt yfirborði stjörnu. Markmið þessarar tilraunar var að vita hvernig stórar sameindir myndast í geimnum. Til þess skutu þeir miklum leysigeisla á kolefnisyfirborð í nærveru helíumgas. Upphaflega var það prófað með vetni og köfnunarefni en að lokum aðeins með köfnunarefni.
Þegar leysigeisla var blandað á yfirborð kolefnisins í nærveru helíums var hægt að fylgjast með hvernig loftkenndu kolefnið sameinuðust helíum til að mynda klasa. Kæla þurfti gasið til nær algerrar núllar til að gera litrófsgreiningu á klösunum. Þeir reyndust vera C60, sem þýðir það það eru 60 kolefnisatóm í einni sameind. Á þeim tíma höfðu vísindamenn ekki séð annað eins. Og það er að þetta er kúlulaga uppbygging sem minnir á jarðvísindahvelfingu Buckminster Fullers, þess vegna kemur nafnið fullerenes.
Umsóknir um fullrit
Þar sem þeir geta ekki endurskapað fulleren í tölvu þurftu þeir að grípa til pappírs, skæri og límbands. Þetta er hvernig þetta efnasamband er skírt í fullri mynd. Við vitum að kolefnisatóm þau sameinast hvert öðru og geta sameinast og myndað langar fjölliða keðjur. Þessar fjölliður eru oft notaðar í vörur eins og plastbollar og flöskur.
Einn undarlegasti eiginleiki fullerenes er að sumar þeirra hafa rafeindir frá frumeindunum sem eru óstaðsettar. Það má segja að hegðun þessara rafeinda sé eins og þær geri sér ekki grein fyrir því að þær eru hluti af uppbyggingu kolefnis. Þetta þýðir að með þessari tegund hegðunar er mögulegt að bæta við öðrum atómum til að byggja ofurleiðara eða einangrara. Eftir að einkaleyfið var búið til voru margar skýrslur skrifaðar um fullrit og möguleikana sem það bauð upp á.
Þrátt fyrir að þessi efnasambönd séu enn nokkuð ný koma vísindamenn með mismunandi hugmyndir sem virðast skiptast á uppbyggingu fullerena til að mynda fínar holar trefjar sem hafa 200 sinnum togþol stáls. Svo virðist sem ein af notkun fullerene sé að mynda örsmáan pinsett til að safna hópum sameinda eða íláta sem þjóna til að bera örlítið magn af lyfjum eða skjöldum gegn geislavirkni. Það er einnig hægt að breyta í búr sem þjóna til að innihalda sumar sameindir sem leyfa öðrum af minni stærð að fara í gegnum. Ef öðrum tegundum atóma er bætt við er hægt að fá sérstaka eiginleika, svo sem að mæla rafmótstöðu.
Eiginleikar fullra mynda
Þetta eru holur mannvirki sem geta myndast í náttúrunni vegna elds eða eldinga. Ef við greinum þau líkamlega sjáum við að þau eru í formi gult duft. Vísindatákn þess er C60 og vísar til fjölda kolefnisatóma í sömu sameind. Þeir geta aflagast en snúa aftur í upprunalega lögun þegar þrýstingur sem þeir verða fyrir byrjar að minnka.
Kosturinn við fullerenes og þörf fyrir einkaleyfi er að þær eru mjög þola. Og það er að til þess að eyðileggja þessar agnir þarf hitastig hærra en 1000 gráður. Þessum hita er ekki auðvelt að ná daglega. Með því að hafa lokað og samhverft form veitir það mikilli viðnám gegn þrýstingi. Það er fær um að þola þrýsting upp í 3000 andrúmsloft.
Meðal eiginleika fullra mynda sjáum við smurandi eiginleika þeirra. Smurgetan er gefin af veikum millisameindarkraftum. Sameindir þess geta þéttst til að mynda fast efni með stöðugri og veikari tengjum. Þetta solid er þekkt undir nafninu fullerite. Ef við setjum fulleren fyrir mjög lágt hitastig sjáum við að þau eru fær um að sublimera án þess að missa kúlurnar. Sameindir þess eru mjög rafeindavindandi og mynda tengsl við frumeindir sem gefa rafeindir.
Við getum dregið þá ályktun að fullerener séu ný efni sem búa til mjög fylgni kerfa tvö og valda miklum áhuga á vísindasamfélaginu. Sérstaklega þetta áhuginn beinist frá sjónarhóli ofurleiðni. Að halda stöðugt áfram í öllum rannsóknum á þessum efnum getur bætt núverandi tækni til að framleiða gagnleg efni til framtíðar.
Eins og þú sérð, í vísindum er hægt að uppgötva mjög áhugavert efni vegna villna eða leit að mismunandi markmiðum. Ég vona að með þessum upplýsingum geti þú lært meira um fullrit og eiginleika þeirra.