富勒烯

富勒烯

今天,我们将要讨论一种在物理世界中使用并且具有广泛应用的分子结构。 这是关于 富勒烯。 它是当今已知的第三稳定的碳分子结构。 它可以是球形,椭圆形,管状或环形。 1985年几乎偶然发现了它。

在本文中,我们将向您介绍富勒烯的所有特征,发现和应用。

主要特点

分子中有60个碳原子

富勒烯被科学家发现 哈罗德·克罗托(Harold Kroto),罗伯特·柯尔(Robert Curl)和理查德·斯莫利(Richard Smalley) 在1985年的美国,他们几乎是偶然发现的,但使他们有可能在1996年获得诺贝尔化学奖。该专利于1990年提交,随后公开发表。 这些是新结构,非常稳定的碳分子。 实际上,它们是碳后仅次于金刚石和石墨的第三种最稳定的已知分子形式。

富勒烯是碳分子实验的结果。 已创建的专利是指用于生产一定数量物质的第一种方法,用于发现物质本身。 试图申请专利的是 大量生产富勒烯以从中获利的方法。

在那年进行了各种实验。 在休斯顿的莱斯大学,南安普敦大学的Harold Kroto和莱斯的Richard Smalley和Robert Curl进行了一项实验,该实验的基础是试图模拟它们在恒星表面附近发生的所有条件。 这个实验的目的是要知道在太空中是如何形成大分子的。 为此,他们在存在氦气的情况下向碳表面发射了强烈的激光束。 最初使用氢气和氮气进行测试,最后仅使用氮气进行测试。

一旦在氦气存在下将激光束混合在碳的表面上,就有可能观察到气态碳如何与氦气结合形成团簇。 气体必须冷却到接近绝对零,以便对团簇进行光谱分析。 他们原来是C60,这意味着 一个分子中有60个碳原子。 当时,科学家还没有看到过类似的东西。 它是一种球形结构,让人联想到Buckminster Fuller的测地线穹顶,因此得名Fullerenes。

富勒烯的应用

初步研究发现分子

由于他们无法在计算机上重建富勒烯,因此他们不得不求助于纸张,剪刀和胶带。 这就是将这种化合物浸入富勒烯的方式。 我们知道碳原子 它们彼此结合并且可以连接在一起以形成长的聚合物链。 这些聚合物常用于诸如塑料杯和瓶的产品中。

富勒烯最奇怪的特性之一是,其中一些富勒烯具有来自离域原子的电子。 可以说,这些电子的行为似乎没有意识到它们是碳结构的一部分。 这意味着通过这种行为,可以更轻松地添加其他原子以构建超导体或绝缘体。 发明专利后,就富勒烯及其提供的可能性撰写了许多报告。

尽管这些化合物还很新,但科学家提出了不同的想法,这些想法似乎改变了富勒烯的结构,从而形成了细小的中空纤维, 具有200倍于钢的拉伸强度。 富勒烯的用途之一似乎是形成微小的夹具,以收集分子组或容器,这些分子或容器用于携带少量的药物或屏蔽放射性的物质。 它也可以变成笼子,用来容纳一些允许其他较小分子通过的分子。 如果添加其他类型的原子,则可以获得特定质量,例如测量电阻。

富勒烯的性质

富勒烯结构

这些是中空的结构,可在大自然中因着火或闪电而形成。 如果我们对它们进行物理分析,我们会发现它们呈黄色粉末形式。 它的科学符号是C60,指的是同一分子中的碳原子数。 它们能够变形,但是当它们所承受的压力开始减小时,它们会恢复其原始形状。

富勒烯的优点和获得专利的要求是它们具有很高的抵抗力。 而且,为了破坏这些颗粒,需要大于1000度的温度。 这些温度每天都不容易达到。 通过具有闭合和对称的形状,它提供了很大的耐压性。 它能够承受3000个大气压的压力。

在富勒烯的特性中,我们看到了它们的润滑特性。 润滑能力是由弱的分子间力给出的。 它的分子可以凝结形成具有更稳定和较弱键的固体。 这种固体被称为富勒石。 如果我们将富勒烯暴露在非常低的温度下,我们会发现它们能够升华而不会失去球体。 它的分子具有负电性,并与提供电子的原子形成键。

我们可以得出结论,富勒烯是新材料,它们产生高度相关的系统二,并引起了科学界的极大兴趣。 特别是这个 从超导性的角度来关注焦点。 不断继续对这些材料进行所有研究,可以改善当前的技术,以便将来生产有用的材料。

如您所见,由于错误或追求不同的目标,在科学中可以发现非常有趣的材料。 我希望借助这些信息,您可以了解有关富勒烯及其特性的更多信息。


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