|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Fulereny. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Fuleren, buckyball lub buckyball to związek molekularny należący do klasy alotropowych form węgla i reprezentujący wypukłe zamknięte wielościany złożone z parzystej liczby trójskoordynowanych atomów węgla. Fullereny zawdzięczają swoją nazwę inżynierowi i architektowi Richardowi Buckminsterowi Fullerowi, którego struktury geodezyjne są budowane na tej zasadzie. Początkowo ta klasa połączeń była ograniczona do struktur, które obejmowały tylko ściany pięciokątne i sześciokątne.
Najtwardszą substancją w naturze jest diament. Ten związek węgla ma sieć krystaliczną w postaci czworościanu - piramidy o czterech równych trójkątnych ścianach. Jej wierzchołki tworzą cztery atomy węgla. Trójkąt to bardzo sztywna figura, można ją złamać, ale nie można jej zdeformować ani zmiażdżyć. Dlatego siła diamentu jest tak wysoka. W naturze kryształy są znane z sieci składającej się nie z atomów, ale z cząsteczek. Jeśli cząsteczki są wystarczająco duże, a wiązania między nimi silne, to sieć krystaliczna jest niezwykle silna. Warunki te w pełni spełniają fulereny: mając średnicę większą niż 0,5 nm, łączą się w kryształ o komórkach mniejszych niż 1,5 nm. Jak to często bywa, odkrycie fulerenów nie było wynikiem ukierunkowanych poszukiwań. Główny kierunek prac w laboratorium R. Smalleya na Rice University (Teksas), gdzie w latach 1980. dokonano odkrycia związanego z badaniem struktury skupisk metali. Technika takich badań opiera się na pomiarze widm masowych cząstek, które powstają w wyniku intensywnego działania promieniowania laserowego na powierzchnię badanego materiału.
„W sierpniu 1985 roku do laboratorium Smalleya przybył znany astrofizyk G. Kroto”, pisze Aleksander Walentynowicz Jelecki w czasopiśmie Soros Educational Journal, „który pracował nad problemem identyfikacji widm promieniowania podczerwonego emitowanego przez niektóre gromady międzygwiazdowe. możliwe rozwiązania tego problemu są dość długo obecne w astrofizyce, mogą być związane z gromadami węgla, które, jak wiadomo, stanowią podstawę gromad międzygwiazdowych. , aby wyciągnąć wniosek o ich możliwej strukturze z widma masowego klastrów węgla. Wyniki eksperymentów doprowadziły do szoku u jego uczestników. O ile dla większości wcześniej badanych klastrów typowymi wartościami liczb magicznych są 13, 19, 55 itd., w zależności od wzajemnego ułożenia atomów, wyraźnie zaznaczono piki o liczbie atomów 60 i 70 w widmo masowe skupisk węgla Jedyne spójne Ta cecha skupisk węgla została wyjaśniona hipotezą, że atomy węgla tworzą stabilne zamknięte struktury sferyczne i sferoidalne, zwane później fulerenami. Hipoteza ta, potwierdzona później w bardziej szczegółowych badaniach, stanowiła zasadniczo podstawę do odkrycia fulerenów. Publikacja pierwszych obserwacji fulerenów została wysłana do czasopisma „Nature” 20 dni po przybyciu Kroto do Teksasu. W artykule tym oprócz założenia o sferoidalnym kształcie fulerenów pojawiły się pomysły dotyczące możliwości istnienia endoedrycznych cząsteczek fulerenów, czyli cząsteczek zawierających jeden lub więcej atomów innego pierwiastka. Dalsze badania potwierdziły to założenie. Odległość między cząsteczkami w takich kryształach jest mniejsza niż odległość między atomami w sieci diamentowej. Ponadto w komórkach obu typów znajduje się „specjalny” fuleren, który oddziałuje z resztą poprzez bardzo krótkie i silne wiązania międzycząsteczkowe 12-16. Wszystko to decyduje o niezwykłej twardości krystalicznego fulleritu: jest ona od dwóch do trzech razy wyższa od twardości diamentu. Za odkrycie fulerenów G. Kroto, R. Smalley i R. Curl otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Prawdziwy boom w badaniach fulerenów rozpoczął się w 1990 roku. Stało się to po tym, jak niemiecki astrofizyk W. Kretschmer i amerykański badacz D. Huffman opracowali technologię otrzymywania fulerenów w wystarczających ilościach. Technologia polega na termicznym natryskiwaniu łuku elektrycznego za pomocą elektrod grafitowych, a następnie ekstrakcji fulerenów z produktów natryskiwania rozpuszczalnikami organicznymi, takimi jak benzen, toluen. Nowa technologia umożliwiła licznym laboratoriom naukowym badanie fulerenów nie tylko w postaci molekularnej, ale także w stanie krystalicznym. W rezultacie dokonano nowych odkryć. Tak więc w 1991 roku amerykańscy naukowcy odkryli nadprzewodnictwo kryształów fulerenów domieszkowanych atomami metali alkalicznych, o krytycznej temperaturze od 18 do 40 stopni Kelvina, w zależności od rodzaju metalu alkalicznego. I do dziś badania i rozwój w dziedzinie fulerenów są jednym z priorytetowych obszarów światowej nauki i technologii. Taka popularność wiąże się z niesamowitymi właściwościami fizykochemicznymi fulerenów, które otwierają możliwość ich zastosowania. Cząsteczki fulerenów mają wysoką elektroujemność. Są w stanie przyczepić do siebie do sześciu wolnych elektronów. To sprawia, że fulereny są silnymi utleniaczami. Są w stanie wytworzyć wiele nowych związków chemicznych o nowych interesujących właściwościach. Związki chemiczne fulerenów obejmują sześcioczłonowe pierścienie węglowe z wiązaniami pojedynczymi i podwójnymi. Dlatego można je uznać za trójwymiarowy analog związków aromatycznych. Kryształy fulerenów są półprzewodnikami o przerwie energetycznej 1-2 eV. Wykazują fotoprzewodnictwo po naświetleniu światłem widzialnym. „Zakres możliwych zastosowań technologicznych fulerenów jest szeroki” – pisze Ezersky – „Na przykład zastosowanie fulerenów jako dodatku do oleju smarowego znacznie (do 10 razy) zmniejsza współczynnik tarcia powierzchni metalowych i odpowiednio zwiększa odporność części i zespołów na zużycie. Aktywnie rozwijane są również inne możliwości masowego zastosowania fulerenów, związane w szczególności z tworzeniem nowego typu akumulatorów, które w przeciwieństwie do tradycyjnie stosowanych akumulatorów litowych nie podlegają zniszczenie elektrod. Na szczególną uwagę zasługuje problem wykorzystania fulerenów w medycynie i farmakologii. Jedna z głównych trudności na drodze do pomyślnego rozwiązania tego problemu wiąże się z tworzeniem rozpuszczalnych w wodzie nietoksycznych związków fulerenowych, które mogłyby być wprowadzone do organizmu człowieka i dostarczane wraz z krwią do narządu poddanego działaniu terapeutycznemu. W literaturze szeroko dyskutowana jest idea tworzenia leków przeciwnowotworowych opartych na rozpuszczalnych w wodzie endoedrycznych związkach fulerenowych (cząsteczkach fulerenów zawierających jeden lub więcej atomów pierwiastka) z izotopami promieniotwórczymi osadzonymi w strukturze fulerenu. Wprowadzenie takiego leku do tkanki umożliwi selektywne oddziaływanie na komórki dotknięte nowotworem, zapobiegając ich dalszej reprodukcji.” Autor: Musskiy S.A.
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Podwójny odtwarzacz multimedialny ▪ 19-nanometrowa pamięć flash drugiej generacji firmy Toshiba ▪ Okulary komputerowe do medytacji ▪ Przemysłowe dyski SSD Slim SATA o dużej pojemności firmy Virtium ▪ Motocykl elektryczny Błyskawica Motocykle Tachyon Nb
▪ sekcja serwisu Zegary, timery, przekaźniki, przełączniki obciążenia. Wybór artykułu ▪ artykuł Z perspektywy czasu ktoś jest silny. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jak zaczęły się przedstawienia kukiełkowe? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł barmański. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Układanie kostki Rubika. Informator
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony