富勒烯

富勒烯

今天,我們將要討論一種在物理世界中使用並且具有廣泛應用的分子結構。 這是關於 富勒烯。 它是當今已知的第三穩定的碳分子結構。 它可以是球形,橢圓形,管狀或環形。 1985年幾乎偶然發現了它。

在本文中,我們將向您介紹富勒烯的所有特徵,發現和應用。

Característicasprincipales

分子中有60個碳原子

富勒烯被科學家發現 Harold Kroto,Robert Curl和Richard Smalley 1985年在美國,它們幾乎是偶然發現的,但使它們有可能在1996年獲得諾貝爾化學獎。該專利於1990年提交,隨後公開發表。 這些是非常穩定的碳分子新結構。 實際上,它們是碳之後僅次於金剛石和石墨的第三種最穩定的已知分子形式。

富勒烯是通過對碳分子進行的實驗而演化出來的。 已創建的專利是指用於生產一定數量物質的第一種方法,該方法已用於發現物質本身。 試圖申請專利的是 大量生產富勒烯以從中獲利的方法。

在那年進行了各種實驗。 在休斯敦的萊斯大學,南安普敦大學的哈羅德·克羅托和萊斯的理查德·斯莫利和羅伯特·柯爾進行了一項實驗,該實驗的基礎是試圖模擬它們在恆星表面附近發生的所有條件。 這個實驗的目的是要知道在太空中是如何形成大分子的。 為此,他們在存在氦氣的情況下向碳表面發射了強烈的激光束。 最初使用氫氣和氮氣進行測試,但最終僅使用氮氣進行測試。

一旦在氦氣存在下將激光束混合在碳表面上,就有可能觀察到氣態碳如何與氦氣結合形成團簇。 氣體必須冷卻至接近絕對零,以便對團簇進行光譜分析。 他們原來是C60,這意味著 一個分子中有60個碳原子。 當時,科學家還沒有看到過類似的東西。 它是一種球形結構,使人想起了Buckminster Fuller的測地線拱頂,因此有了富勒烯的名稱。

富勒烯的應用

初步研究發現分子

由於他們無法在計算機上重建富勒烯,因此他們不得不求助於紙張,剪刀和膠帶。 這就是將這種化合物浸入富勒烯的方式。 我們知道碳原子 它們彼此結合併且可以連接在一起以形成長的聚合物鏈。 這些聚合物常用於諸如塑料杯和瓶的產品中。

富勒烯最奇怪的特性之一是,其中一些富勒烯具有來自離域原子的電子。 可以說,這些電子的行為似乎沒有意識到它們是碳結構的一部分。 這意味著,通過這種行為,可以更輕鬆地添加其他原子以構建超導體或絕緣體。 發明專利後,就富勒烯及其提供的可能性撰寫了許多報告。

儘管這些化合物仍相當新,但科學家提出了不同的想法,這些想法似乎改變了富勒烯的結構,從而形成了細小的中空纖維, 具有200倍於鋼的拉伸強度。 富勒烯的用途之一似乎是形成微小的鑷子,以收集分子組或容器,這些分子或容器用於攜帶少量的藥物或屏蔽放射性的物質。 它也可以轉換成籠子,用來容納一些分子,從而允許其他較小的分子通過。 如果添加其他類型的原子,則可以獲得特定的質量,例如測量電阻。

富勒烯的性質

富勒烯結構

這些是中空的結構,可在大自然中因火災或雷電而形成。 如果我們對它們進行物理分析,我們會發現它們呈黃色粉末形式。 它的科學符號是C60,指的是同一分子中的碳原子數。 它們能夠變形,但是當它們所承受的壓力開始減小時又恢復到其原始形狀。

富勒烯的優點和獲得專利的要求是它們具有很高的抵抗力。 而且,為了破壞這些粒子,需要大於1000度的溫度。 這些溫度每天都不容易達到。 通過具有閉合和對稱的形狀,它提供了很大的耐壓性。 它能夠承受3000個大氣壓的壓力。

在富勒烯的特性中,我們看到了它們的潤滑特性。 潤滑能力由弱的分子間力給出。 它的分子可以凝結形成具有更穩定和更弱鍵的固體。 這種固體被稱為富勒石。 如果我們將富勒烯暴露在非常低的溫度下,我們會發現它們能夠昇華而不會失去球體。 它的分子是非常負電的,並且與提供電子的原子形成鍵。

我們可以得出結論,富勒烯是產生高度相關的第二系統的新材料,並且引起了科學界的極大興趣。 特別是這個 從超導性的角度來看,興趣是中心。 對這些材料的所有研究不斷進行下去,可以改善當前的技術,以便將來生產有用的材料。

如您所見,在科學中,由於錯誤或追求不同的目標而會發現非常有趣的材料。 我希望藉助這些信息,您可以了解有關富勒烯及其特徵的更多信息。


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