Šiandien mes kalbėsime apie molekulinę struktūrą, kuri naudojama fizikos pasaulyje ir kuri puikiai tinka. Kalbama apie fullerenes. Ir tai yra trečia stabiliausia anglies molekulinė struktūra, žinoma šiandien. Tai gali būti rutulio, elipsės, vamzdžio ar žiedo forma. Jis buvo atrastas beveik netyčia 1985 m.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime apie visas fullerenų savybes, atradimus ir taikymą.
pagrindinės funkcijos
Fulerenus atrado mokslininkai Haroldas Kroto, Robertas Curlas ir Richardas Smalley 1985 m. JAV. Jie yra beveik atsitiktiniai atradimai, tačiau 1996 m. jie galėjo gauti Nobelio chemijos premiją. Patentas buvo paduotas 1990 m. ir vėliau paskelbtas. Tai yra naujos struktūros, labai stabilios anglies molekulės. Tiesą sakant, jie yra žinomi kaip trečia stabiliausia žinoma anglies molekulinė forma po deimanto ir grafito.
Fulerenai išsivystė dėl eksperimento, kuris buvo atliktas su anglies molekulėmis. Sukurtas patentas nurodo pirmąjį medžiagos kiekio gamybos metodą, kurio metu buvo atrasta pati medžiaga. Tai, ką bandyta užpatentuoti, buvo būdas sukurti didelius kiekius fullerene, kad iš to pasipelnytų.
Tais metais buvo atlikti įvairūs eksperimentai. Ryžių universitete Hiustone Haroldas Kroto iš Sautamptono universiteto, Ričardas Smalley ir Robertas Curlis iš Ryžių atliko eksperimentą, kurio tikslas buvo bandyti imituoti visas sąlygas, kuriomis jos susidaro šalia žvaigždės paviršiaus. Šio eksperimento tikslas buvo sužinoti, kaip erdvėje susidaro didelės molekulės. Norėdami tai padaryti, jie apšaudė intensyvų lazerio spindulį ant anglies paviršiaus, esant helio dujoms. Iš pradžių jis buvo bandomas su vandeniliu ir azotu, bet galiausiai tik su azotu.
Sumaišius lazerio spindulį ant anglies paviršiaus, esant heliui, buvo galima stebėti, kaip dujinė anglis susijungė su heliu ir sudarė klasterius. Norint atlikti grupių spektrinę analizę, dujos turėjo būti atvėsintos iki beveik absoliutaus nulio. Jie pasirodė esąs C60, o tai reiškia vienoje molekulėje yra 60 anglies atomų. Tuo metu mokslininkai nieko panašaus nebuvo matę. Tai yra tai, kad tai yra sferinė struktūra, primenanti Buckminsterio Fullerio geodezinį skliautą, taigi ir pavadinimas fullerenes.
Fulerenų panaudojimas
Kadangi jie negali atkurti fullereno kompiuteryje, jie turėjo kreiptis į popierių, žirkles ir juostas. Taip šis junginys pakrikštomas kaip fullerenas. Mes žinome, kad anglies atomai jie jungiasi tarpusavyje ir gali susijungti, kad susidarytų ilgos polimero grandinės. Šie polimerai dažnai naudojami tokiuose gaminiuose kaip plastikiniai puodeliai ir buteliai.
Viena iš keisčiausių fullerenų savybių yra ta, kad kai kurie iš jų turi elektronus iš lokalizuotų atomų. Galima sakyti, kad šie elektronai elgiasi tarsi nesuvokdami, kad jie yra anglies struktūros dalis. Tai reiškia, kad naudojant tokį elgesį galima lengviau pridėti kitų atomų, kad būtų galima sukurti superlaidininkus ar izoliatorius. Sukūrus patentą, buvo parašyta daug pranešimų apie fullerenus ir jo teikiamas galimybes.
Nors šie junginiai vis dar yra gana nauji, mokslininkai pateikia įvairių idėjų, kurios, atrodo, pakeičia fullerenų struktūrą, kad susidarytų smulkios tuščiavidurės turi 200 kartų didesnį plieno atsparumą tempimui. Panašu, kad vienas iš fullereno panaudojimo būdų yra suformuoti mažus pincetus, kad būtų galima surinkti molekulių grupes ar indus, kurie nešioja mažus kiekius vaistų ar skydus nuo radioaktyvumo. Jis taip pat gali būti paverstas narvais, kuriuose yra kai kurių molekulių, leidžiančių praeiti kitoms mažesnėms. Jei pridedama kitų tipų atomų, galima gauti tam tikrų savybių, pavyzdžiui, matuoti elektrinę varžą.
Fulerenų savybės
Tai tuščiavidurės konstrukcijos, kurios gali susidaryti gamtoje dėl gaisrų ar žaibo. Jei analizuosime juos fiziškai, pamatysime, kad jie yra geltonos spalvos miltelių pavidalo. Jo mokslinis ženklas yra C60 ir nurodo anglies atomų skaičių toje pačioje molekulėje. Jie sugeba deformuotis, tačiau grįžta į savo pradinę formą, kai pradeda mažėti jų veikiamas slėgis.
Fulerenų privalumas ir patentavimo poreikis yra tai, kad jie yra labai atsparūs. Ir kad norint sunaikinti šias daleles, reikalinga aukštesnė nei 1000 laipsnių temperatūra. Šios temperatūros nėra lengva pasiekti kasdien. Turėdamas uždarą ir simetrišką formą, jis užtikrina didelį atsparumą slėgiui. Jis gali atlaikyti 3000 atmosferų slėgį.
Tarp fullerenų savybių matome jų tepimo savybes. Tepimo pajėgumą suteikia silpnos tarpmolekulinės jėgos. Jo molekulės gali kondensuotis ir suformuoti kietą medžiagą su stabilesnėmis ir silpnesnėmis jungtimis. Ši kieta medžiaga yra žinoma kaip fullerite. Jei fullereną veikiame labai žemoje temperatūroje, matome, kad jie gali sublimuotis neprarandant sferų. Jo molekulės yra labai elektronegatyvios ir formuoja ryšius su atomais, kurie dovanoja elektronus.
Galime daryti išvadą, kad fullerenai yra naujos medžiagos, sukuriančios labai koreliuojančias sistemas ir sukeliančios didelį mokslininkų susidomėjimą. Ypač tai susidomėjimas sutelktas superlaidumo požiūriu. Nuolat atliekant visus šių medžiagų tyrimus galima patobulinti dabartines naudingų medžiagų gamybos technologijas ateityje.
Kaip matote, moksle labai įdomios medžiagos gali būti atrasta dėl klaidų ar siekiant skirtingų tikslų. Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie fullerenus ir jų ypatybes.