Fullerenes

fullerener

Idag ska vi prata om en molekylär struktur som används i fysikens värld och som har bra applikationer. Det handlar om fullerener. Och det är den tredje mest stabila molekylära strukturen av kol som man känner till idag. Det kan ha en sfärisk, elliptisk, rör eller ringform. Det upptäcktes nästan av misstag 1985.

I den här artikeln kommer vi att berätta om alla egenskaper, upptäckt och tillämpningar av fullerener.

Huvudegenskaper

60 kolatomer i en molekyl

Fullerener upptäcktes av forskare Harold Kroto, Robert Curl och Richard Smalley 1985 i USA. De är nästan av misstag upptäckt men gjorde det möjligt för dem att få Nobelpriset i kemi 1996. Patentet lämnades in 1990 och publicerades därefter. Dessa är nya strukturer mycket stabila kolmolekyler. Faktum är att de är kända som den tredje mest stabila kända molekylformen av kol efter diamant och grafit.

Fullerener utvecklades som ett resultat av ett experiment som utfördes med kolmolekyler. Patentet som har skapats hänvisar till den första metoden för att producera mängder av ämnet har gått till upptäckten av själva ämnet. Det som försöktes att patenta var sättet att skapa i stora mängder i fulleren för att kunna dra nytta av det.

Under det året genomfördes olika experiment. Vid Rice University i Houston genomförde Harold Kroto vid University of Southampton och Richard Smalley och Robert Curl of Rice ett experiment som baserades på att försöka simulera alla förhållanden under vilka de uppträder nära en stjärnas yta. Målet med detta experiment var att veta hur stora molekyler bildas i rymden. För att göra detta avfyrade de en intensiv laserstråle på en kolyta i närvaro av heliumgas. Ursprungligen testades det med väte och kväve men slutligen endast med kväve.

När laserstrålen väl hade blandats på kolytan i närvaro av helium var det möjligt att observera hur det gasformiga kolet kombinerades med helium för att bilda kluster. Gasen måste kylas till nästan absolut noll för att kunna utföra en spektral analys av klusterna. De visade sig vara C60, vilket betyder det det finns 60 kolatomer i en enda molekyl. Vid den tiden hade forskare inte sett något liknande. Och det är att det är en sfärisk struktur som påminner om Buckminster Fullers geodesiska valv, därav namnet fullerenes.

Tillämpningar av fullerener

inledande studie för att upptäcka molekyler

Eftersom de inte kan återskapa fulleren på en dator var de tvungna att använda papper, sax och tejp. Således döps denna förening som fullerener. Vi vet att kolatomer de kombineras med varandra och kan sammanfoga för att bilda långa polymerkedjor. Dessa polymerer används ofta i produkter som plastkoppar och flaskor.

En av de mest konstiga egenskaperna hos fullerener är att vissa av dem har elektroner från atomerna som är avlokaliserade. Man kan säga att beteendet hos dessa elektroner är som om de inte insåg att de är en del av kolstrukturen. Detta innebär att med denna typ av beteende är det möjligt att lägga till andra atomer lättare för att bygga superledare eller isolatorer. Efter skapandet av patentet skrevs många rapporter om fullerener och de möjligheter som det gav.

Även om dessa föreningar fortfarande är ganska nya, kommer forskare med olika idéer som verkar växla strukturen hos fullerener för att bilda fina ihåliga fibrer som har 200 gånger draghållfastheten hos stål. Det verkar som att en av användningarna av fulleren är att bilda små pincetter för att samla grupper av molekyler eller behållare som tjänar till att bära små mängder läkemedel eller sköldar mot radioaktivitet. Det kan också omvandlas till burar som tjänar till att innehålla vissa molekyler som låter andra mindre passera igenom. Om andra typer av atomer tillsätts kan särskilda egenskaper uppnås, såsom att mäta elektrisk motstånd.

Egenskaper för fullerenes

fulleren strukturer

Dessa är ihåliga strukturer som kan bildas i naturen som ett resultat av bränder eller blixtnedslag. Om vi ​​analyserar dem fysiskt ser vi att de är i form av gult pulver. Dess vetenskapliga tecken är C60 och hänvisar till antalet kolatomer i samma molekyl. De kan deformeras men återgår till sin ursprungliga form när trycket de utsätts för börjar minska.

Fördelen med fullerener och behovet av patent är att de är mycket resistenta. Och det är att temperaturer över 1000 grader behövs för att förstöra dessa partiklar. Dessa temperaturer är inte lätt att uppnå dagligen. Genom att ha en sluten och symmetrisk form ger den ett stort motstånd mot tryck. Den klarar av tryck på 3000 atmosfärer.

Bland egenskaperna hos fullerener ser vi deras smörjande egenskaper. Smörjförmågan ges av de svaga intermolekylära krafterna. Dess molekyler kan kondenseras för att bilda ett fast ämne med mer stabila och svagare bindningar. Denna fasta substans är känd under namnet fullerite. Om vi ​​utsätter fulleren för mycket låga temperaturer ser vi att de kan sublimera utan att förlora sfärerna. Dess molekyler är mycket elektronegativa och bildar bindningar med atomer som donerar elektroner.

Vi kan dra slutsatsen att fullerener är nya material som genererar högkorrelerade system två och som orsakar stort intresse för det vetenskapliga samfundet. Speciellt detta intresset är centrerat ur superledningsförmåga. Att fortsätta ständigt i all forskning om dessa material kan förbättra nuvarande teknik för att producera användbara material för framtiden.

Som du kan se, inom vetenskapen kan mycket intressanta material upptäckas som ett resultat av fel eller strävan efter olika mål. Jag hoppas att du med den här informationen kan lära dig mer om fullerener och deras egenskaper.


Innehållet i artikeln följer våra principer om redaktionell etik. Klicka på för att rapportera ett fel här.

Bli först att kommentera

Lämna din kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade med *

*

*

  1. Ansvarig för uppgifterna: Miguel Ángel Gatón
  2. Syftet med uppgifterna: Kontrollera skräppost, kommentarhantering.
  3. Legitimering: Ditt samtycke
  4. Kommunikation av uppgifterna: Uppgifterna kommer inte att kommuniceras till tredje part förutom enligt laglig skyldighet.
  5. Datalagring: databas värd för Occentus Networks (EU)
  6. Rättigheter: När som helst kan du begränsa, återställa och radera din information.