Hari ini kita akan membincangkan struktur molekul yang digunakan dalam dunia fizik dan yang mempunyai aplikasi hebat. Ia mengenai fullerenes. Dan ia adalah struktur molekul karbon ketiga yang paling stabil yang diketahui hari ini. Ia boleh berbentuk bulat, elips, tiub atau cincin. Ia ditemui hampir secara tidak sengaja pada tahun 1985.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda tentang semua ciri, penemuan dan aplikasi fullerenes.
ciri-ciri utama
Fullerenes ditemui oleh saintis Harold Kroto, Robert Curl dan Richard Smalley pada tahun 1985 di AS Mereka adalah penemuan yang hampir tidak disengajakan tetapi memungkinkan mereka untuk menerima Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 1996. Paten tersebut diajukan pada tahun 1990 dan kemudian diterbitkan. Ini adalah struktur baru, molekul karbon yang sangat stabil. Sebenarnya, mereka dikenali sebagai bentuk molekul karbon ketiga yang paling stabil setelah berlian dan grafit.
Fullerenes berkembang sebagai hasil percubaan yang dilakukan dengan molekul karbon. Paten yang telah dibuat merujuk kepada kaedah pertama untuk menghasilkan kuantiti bahan sehingga penemuan bahan itu sendiri. Apa yang cuba dipatenkan adalah cara untuk membuat dalam jumlah besar secara penuh untuk memperoleh keuntungan daripadanya.
Pada tahun itu pelbagai eksperimen dijalankan. Di Rice University di Houston, Harold Kroto dari University of Southampton dan Richard Smalley dan Robert Curl dari Rice, melakukan eksperimen yang didasarkan pada usaha mensimulasikan semua keadaan di mana mereka berlaku di dekat permukaan bintang. Objektif eksperimen ini adalah untuk mengetahui seberapa besar molekul terbentuk di angkasa. Untuk melakukan ini, mereka menembakkan sinar laser yang kuat di permukaan karbon dengan adanya gas helium. Pada mulanya ia diuji dengan hidrogen dan nitrogen tetapi akhirnya hanya dengan nitrogen.
Sebaik sahaja pancaran laser dicampurkan di permukaan karbon di hadapan helium, adalah mungkin untuk memerhatikan bagaimana karbon gas digabungkan dengan helium untuk membentuk kelompok. Gas mesti disejukkan hingga mendekati sifar mutlak untuk melakukan analisis spektrum kluster. Mereka ternyata C60, yang bermaksud terdapat 60 atom karbon dalam satu molekul. Pada masa itu, para saintis tidak melihat perkara seperti itu. Dan ia adalah struktur sfera yang mengingatkan pada kubah geodesi Buckminster Fuller, oleh itu namanya fullerenes.
Aplikasi fullerenes
Oleh kerana mereka tidak dapat membuat fullerene pada komputer, mereka harus menggunakan kertas, gunting, dan pita. Ini adalah cara sebatian ini dibaptiskan sebagai fullerenes. Kita tahu bahawa atom karbon mereka bergabung antara satu sama lain dan dapat bergabung bersama untuk membentuk rantai polimer panjang. Polimer ini sering digunakan dalam produk seperti cawan plastik dan botol.
Salah satu sifat yang paling aneh dari fullerenes ialah sebilangannya mempunyai elektron dari atom yang tidak dilokalisasikan. Boleh dikatakan bahawa tingkah laku elektron ini seolah-olah mereka tidak menyedari bahawa mereka adalah sebahagian daripada struktur karbon. Ini bermaksud bahawa dengan jenis tingkah laku ini, adalah mungkin untuk menambahkan atom lain dengan lebih senang untuk membina superkonduktor atau penebat. Setelah membuat paten tersebut, banyak laporan ditulis mengenai fullerenes dan kemungkinan yang ditawarkannya.
Walaupun sebatian ini masih baru, para saintis menghasilkan idea yang berbeza yang kelihatannya mengubah struktur fullerenes untuk membentuk gentian berongga halus yang mempunyai kekuatan tegangan 200 kali ganda dari keluli. Nampaknya salah satu penggunaan fullerene adalah untuk membentuk pinset kecil untuk mengumpulkan kumpulan molekul atau bekas yang berfungsi membawa sejumlah kecil ubat atau perisai terhadap radioaktif. Ia juga dapat diubah menjadi sangkar yang berfungsi mengandung beberapa molekul yang memungkinkan orang lain dengan ukuran lebih kecil melewati. Sekiranya jenis atom lain ditambahkan, kualiti tertentu dapat diperoleh, seperti mengukur rintangan elektrik.
Sifat fullerenes
Ini adalah struktur berongga yang dapat terbentuk di alam akibat kebakaran atau kilat. Sekiranya kita menganalisisnya secara fizikal, kita melihat bahawa ia berbentuk serbuk kuning. Tanda saintifiknya adalah C60 dan merujuk kepada bilangan atom karbon dalam molekul yang sama. Mereka mampu berubah bentuk tetapi kembali ke bentuk semula jadi apabila tekanan yang mereka alami mulai berkurang.
Kelebihan fullerenes dan keperluan untuk mempatenkan adalah bahawa mereka sangat tahan. Dan untuk menghancurkan zarah-zarah ini, suhu lebih daripada 1000 darjah diperlukan. Suhu ini tidak dapat dicapai dengan mudah setiap hari. Dengan bentuk tertutup dan simetri, ia memberikan ketahanan terhadap tekanan yang hebat. Ia mampu menahan tekanan 3000 atmosfera.
Antara sifat fullerenes kita melihat sifat pelincirnya. Kapasiti pelinciran diberikan oleh daya intermolekul yang lemah. Molekulnya dapat mengembun untuk membentuk pepejal dengan ikatan yang lebih stabil dan lemah. Pepejal ini dikenali dengan nama fullerite. Sekiranya kita mendedahkan fullerene pada suhu yang sangat rendah, kita melihat bahawa mereka mampu melakukan sublimasi tanpa kehilangan sfera. Molekulnya sangat elektronegatif dan membentuk ikatan dengan atom yang menyumbangkan elektron.
Kita dapat menyimpulkan bahawa fullerenes adalah bahan baru yang menghasilkan sistem dua yang sangat berkorelasi dan yang menimbulkan minat besar dalam komuniti saintifik. Terutama ini minat difokuskan dari sudut superkonduktiviti. Melanjutkan penyelidikan dalam semua bahan ini secara berterusan dapat meningkatkan teknologi semasa untuk menghasilkan bahan berguna untuk masa depan.
Seperti yang anda lihat, dalam sains, bahan yang sangat menarik dapat dijumpai sebagai hasil daripada kesilapan atau usaha mencapai objektif yang berbeza. Saya harap dengan maklumat ini anda dapat mengetahui lebih lanjut mengenai fullerenes dan ciri-cirinya.