Vidpochinok, žvejyba ir žvejyba Karelijoje. Fullerenai: anglies nanodalelių biologinės galios trūkumas Fullereno lydymosi temperatūra
fullerenai reikšmingiausia prasme galima įvardyti eksperimentiškai atimtas ir hipotetines molekules, kurios susideda tik iš anglies atomų ir sudaro išsipūtusių bagatoedrų formą. Anglies atomai yra susiraukšlėję savo viršūnėse, o C-C jungtys ištiesia briaunų kraštus.
Fullerenas yra molekulinė anglies forma. Platesnis pavadinimas, norėčiau taip sakyti fullerenas, ką keisti prie tvirto stovo, įprasta skambinti fulleritai. Fullerito kristalinė struktūra yra periodinė fullereno molekulių gardelė, o kristaliniame fullerite fullereno molekulės sudaro fcc gardelę.
Fullerenas ant devintojo dešimtmečio astronomijos, fizikos, biologijos, chemijos, geologijos ir kitų mokslų likimų burbuolės. Fullerenui priskiriama fantastiška medicininė galia: pavyzdžiui, fullerenas jau pradėjo laimėti kosmetologijoje kaip atjauninanti sėkmė kosmetologijoje. Fullereno pagalba jie renkasi kovą su vėžiu, VIL ir kitomis liguistomis ligomis. Tuo pačiu šių duomenų naujumas, matomumo stoka ir dabartinės informacinės erdvės specifika vis dar neleidžia pasitikėti šimtu panašių pranešimų apie fullereną.
ICM (www.svetainė)
Požiūrio taškas buvo dar labiau išplėstas, todėl prieš įvedant fullereną buvo naudojamos dvi polimorfinės anglies modifikacijos - grafitas ir deimantas, o po 1990 metų prie jų buvo pridėta dar viena alotropinė medžio anglies forma. Tiesą sakant, taip nėra, nes anglies pagrindo forma visiškai kitokia (straipsnis). 
Fullerenų atradimo istorija
Autorių komanda pagal kerіvnitstvom L.M. Sidorovo monografijoje „Fulereni“ yra labai daug darbų šia tema, nors ne visi jie yra pageidaujami: knygos išleidimo metu iš viso fullerenams buvo skirta apie 15 tūkst. Į autorių mintis, vіdkrittya fullerenіv- nauja anglies pagrindo forma - vienas iš plačiausių mūsų planetos elementų - pripažintas vienu svarbiausių XX amžiaus mokslo ženklų. Neatsižvelgiant į ilgalaikį anglies atomų unikalumą, susijusį su tos masinės molekulinės struktūros suirimu, kuri tampa visos organinės chemijos pagrindu, galimybė sukurti tik vieną stabilių karkaso molekulių anglies dioksidą, vis tiek nepadėjo. pasirodyti. Eksperimentiniais duomenimis, tai, kad gamtoje vykstančių procesų eigoje gali būti kaltinamos panašaus tipo molekulės, turinčios 60 ir daugiau atomų, buvo atimta 1985 m., o tada jau buvo daroma prielaida apie molekulių stabilumą iš uždaros anglies sferos. .
Fullerenų pasireiškimas nedelsiant prijungtas prie vėlesnių anglies sublimacijos ir kondensacijos procesų.
Naujas etapas vakcinuotų fullerenų nustatytas 1990 m., jei metodas pašalinti naujus dryžius nuo gramų akmenų ir metodo aprašymai, kaip matyti fullerenus iš gryno žvilgsnio. Po to buvo nustatytos svarbiausios fullereno C 60 struktūrinės ir fizinės bei cheminės charakteristikos. Izomeras C60 (buckminsterfulerenas) - lengviausiai utvoryutsya vidutinės klasės fullerenai. Savo fullereną C60 pavadinsiu futuristo architekto Richardo Buckminsterio Fullerio, sukūrusio sporas, kurios kupolą primenantis karkasas buvo suformuotas iš penkiakampių ir šešiakampių, vardu. Tuo pačiu metu svarbiausio pavadinimo vinilo poreikių užbaigimo procesas fullerenas tūrinėms konstrukcijoms su uždaru paviršiumi (karkasas su anglimi), zavdyaki їhnoy raznomanittyu.
Varto taip pat reiškia, kad Buckminster Fuller garbei buvo pavadinta anglies medžiagų linija: fullerenas c60 (bukminsterio fullerenas) dar vadinamas bukibolu (Buckminster Fuller netiko pavadinimui „Buckminster“ ir laimėjo trumpalaikio pavadinimo garbę“. Bucky“). Be to, kartais jie vadina jį su priešdėliu: anglies nanovamzdeliai - buckityubi, kiaušinio formos fullerenai - buckyegg (buckyball kiaušinis) ir kt.
ICM (www.svetainė)
Fullerenų dominavimas. Fulleritas
Fullerenų dominavimas išsilavinimo trūkumas dėl objektyvių priežasčių: laboratorijų skaičius, matyt, mažas. Tuomet periodikoje ir kituose mokslo populiarinimo leidiniuose didelė pagarba buvo skiriama fullerenams ir jų autoritetams... Dažniausiai nepatikrinta informacija apie stebuklingas fullerenų galias plečiasi plačiu švediškumu ir didingai. , dėl to nesuvokiamai prarandamas silpnas balsas. Pavyzdžiui, nurodant vieną priežasčių grupę, kodėl šungite yra fullerenų, ji ne kartą buvo klaidingai interpretuota, tačiau nepasitvirtino (skyr. aptarta anksčiau). Prote shungit dabar laikomas „natūralia nanotechnologine fullereno turinčia medžiaga“ – solidžia, kol kas, mano nuomone, panašesnė į rinkodaros triuką.
Okremі doslidniki skelbia apie tokią budrią fullerenų galią kaip toksiškumas.
Kaip taisyklė, kai kalbame apie Fullerenų dominavimas kabėti ant jų kristalinės formos paviršiaus – fullerito.
Іstotna vіdminnіst fullereno kristalai turtų molekulinių kristalų ir kitos organinės kalbos pavidalu tuo, kad jie nežino reta fazė. Galbūt tai susiję su tuo, kad temperatūra yra 1200 K perėjimas į retą būseną, kaip priskiriamas fulleritui C 60, jau pakeičia tas reikšmes, tuo metu pastebimas pačių fullereno molekulių anglies karkaso sunaikinimas.
Už pagarbos, prieš fullerenų galia stebimas anomaliai didelis stabilumas, apie tai, kaip sertifikuoti fullerenų dalyvavimo tolesnių procesų rezultatus. Zokrema autorius nurodo tai kristalinis fullerenasіsnuє kaip stabili kalba iki 1000 - 1200 °C temperatūros, kuri yogo kinetinį stabilumą. Tiesa ta, kad fullereno C60 molekulės stabilumas inertinėje argono atmosferoje yra svarbus, o kai ji rūgšti, yra oksidacijos požymis net 500 K temperatūroje su CO ir CO 2 tirpalais.
Robotas yra paskirtas kompleksiniam C60 ir C70 fulleritų elektrostatinių ir termodinaminių galių tyrimui, atsižvelgiant į ekstremalių smūgių įtampą.
Reikia konkretizuoti kalbant apie fullerenų galią, jei galima išsisukti - C20, C60, C70, ar šiaip, natūralu, šių fullerenų galios skirsis.
Suteiktą valandą fullerenas C60, C70 ir fullereno turinčius produktus reklamuoja ir parduoda įvairios užsienio ir šalies įmonės, pirkti fullereną ir užsiimk į fullerenų galias teoriškai galima būti kuo nors. Fullerene C60 ir C70 siūlomi kainomis nuo 15 USD iki 210 USD už gramą, o brangesnės - pūdymas, atsižvelgiant į tipą, grynumo laipsnį, kiekį ir kitus veiksnius. Fullerenų kintamumas ir pardavimas »
Fullereni Chavuns and Steels
Kaip leisti pamatą fullereno ir fullereno struktūros druskos-anglies lydiniuose, tada smarvė kalta dėl fizinės ir mechaninės plienų ir chavunivo galios, dalyvaujančios struktūriniuose ir faziniuose transformacijose.
ICM (www.svetainė)
Druskos ir anglies lydinių kristalizacijos mechanizmai jau seniai buvo vertinami iš ankstesnių procesų pusės. Tuo pačiu metu svarstomi galimi kulyasty grafito priėmimo mechanizmai aukšto rango chavune ir pačios jogos ypatumai. druskos ir anglies lydinių fullereno prigimtis. Autorius rašo, kad „nuo fullerenų pagrindu esančių struktūrų atradimo fullerenų pagrindu atliekama nemažai tyrimų, kuriais bandoma paaiškinti forminio grafito atsiradimo mechanizmą šių struktūrų pagrindu“.
Robotas tiria fullerenų chemijos pasiekiamumą ir naujausius „naujus atradimus apie druskingo anglies lydalo struktūrą“. Autorius teigia, kad anglies molekulinė forma yra fullerenas C60- jis identifikavo druskos ir anglies lydiniuose, išlydytuose klasikinės metalurgijos metodais, taip pat atskleidžia tris galimus išvaizdos mechanizmus fullerenai plienų ir čavunų struktūroje:
Atėjus laikui, prieš 5 metus, pasirinkome fullerenas ir šešiakampis kaip svetainės www.site logotipas, kaip gilaus anglies lydymosi galuzian dosledzhennia simbolis, kaip naujų įvykių ir atradimų, susijusių su Fe-C lydymosi modifikavimu, simbolis - nematomas šiuolaikinės alkoholinių gėrimų gamybos ir metalurgijos etapas.
Lit.:
Fullerenų – naujos vieno plačiausių Žemės elementų – anglies – pagrindo formos atradimas yra pripažintas vienu nuostabiausių ir svarbiausių XX amžiaus mokslo atradimų. Nepriklausomai nuo ilgalaikio anglies atomų unikalumo susilieja sulankstytose, dažnai suplokštose ir stambiose molekulinėse struktūrose, kurios yra visos organinės chemijos pagrindas, iš tikrųjų susidarė galimybė sukurti tik iš vienos anglies, nestabili, stabili karkasa. . Eksperimentiškai patvirtinta, kad panašaus tipo molekulės, susidedančios iš 60 ir daugiau atomų, gali būti apkaltintos natūraliai gamtoje vykstančių procesų eigoje, buvo atliktas 1985 m. Pirmą dieną prieš paskutinę dieną autoriai padarė prielaidą, kad molekulės iš uždaros anglies sferos yra stabilios. Tačiau tai tiesiog spekuliatyvus, gudrus teorinis personažas. Atskleiskite, kad tokį puskelį galima nunešti cheminės sintezės keliu, buvo sunku tai padaryti. Dėl šios priežasties šie robotai buvo palikti nežymėti, o pagarba jiems buvo panaikinta tik žvelgiant atgal, net ir po eksperimentinio fullerenų pasireiškimo. Naujas etapas buvo nustatytas 1990 m., jei buvo rastas būdas pašalinti naujas pusspalves nuo gramų kaulų, tai buvo aprašytas būdas pamatyti fullerenus iš gryno žvilgsnio. Netyčia svarbiausios fullereno C 60 struktūrinės ir fizinės bei cheminės savybės buvo nustatytos kaip lengviausiai virškinamos, tarp labiausiai paplitusių fullerenų. Už savo darbą – anglies sankaupų pasireiškimą C 60 ir C 70 sandėlyje – R. Kerl, R. Small ir G. Kroto 1996 m. buvo apdovanoti Nobelio chemijos premija. Jie taip pat pasiūlė fullereno C 60 struktūrą visiems futbolo gerbėjams.
Kaip žinote, futbolo kamuolio apvalkalas yra supjaustytas iš 12 penkiakampių ir 20 šešiakampių. Teoriškai roztashuvannya podvіynyh ir paprastų zv'yazkіv variantų yra 12 500. Stabiliausias izomeras (nurodantis kūdikį) turi nupjauto ikosaedro struktūrą, o penkiakampę grandį turi penkiakampiuose. Zei izomeras C 60 otrimav pavadinimą „Buckminsterfullerene“ garsaus architekto R. Buckminster Fuller garbei, sukūrusio sporas, kurių kupolą primenantis karkasas buvo suprojektuotas iš penkiakampių ir šešiakampių. Nezabar zaproponovalo konstrukcija, skirta C 70, scho atspėti kamuoliukas gris regbyje (susukta forma).
Karkase anglies atomams C būdinga sp 2 -hibridizacija, be to, jungčių anglies odos atomas yra tris kartus susidėjęs atomus. 4 valentas realizuojamas p-jungtiei tarp odos anglies atomo ir vienos iš rūgštų. Natūralu, kad p-saitai gali būti dešiniarankiai, kaip ir aromatiniuose junginiuose. Tokios struktūros gali būti pažadintos n≥20 bet kuriai porų klasteriams. Smarvė kalta dėl keršto 12 penkiakampių ir (n-20)/2 šešiakampių. Žemesni s teoriškai galimi fullerenai C 20 yra ne ką mažiau, pavyzdžiui, dodekaedras yra vienas iš penkių taisyklingų bagataedrų, jakimas turi 12 penkių pusių, o šešiapusiai paviršiai yra tie patys dvipusiai. Tokios formos molekulė yra maža, o struktūra jau įtempta, todėl priežastis yra energetiškai nematoma.
Tokiu būdu stabilumo požiūriu fullerenus galima suskirstyti į dvi rūšis. Tarp jų esantis kordonas leidžia atlikti vadinamąjį. izoliuotų penkiakampių taisyklė (Isolated Pentagon Rule, IPR). Verta pasakyti, kad stabiliausi yra fullerenai, kuriems penkiakampių pora neturi suvestinių briaunų. Kitaip tariant, penkiakampiai nesiglausti po vieną, o odinis penkiakampis turi penkis šešiakampius. Jei fullerenus išdėstysite taip, kaip didėja atomų skaičius anglies n, tada Buckminsterfullerenas yra C 60 pirmasis atstovas, kuris atitinka penkiakampių izoliavimo taisykles, o Z 70 yra kitas. Fullereno molekulių, kurių n>70, skaičius visada yra izomeras, kuris yra suskirstytas į IPR, ir tokių izomerų skaičius sparčiai auga didėjant atomų skaičiui. Rasta 5 izomerai Z 78 , 24 - Z 84 ir 40 - C 90 . Izomerai, kurių struktūroje gali būti suminiai penkiakampiai, yra mažiau stabilūs.
Fullerenų chemija
Šią valandą svarbesnė dalis mokslinių tyrimų, susijusių su fullerenų chemija. Fullerenų pagrindu jau susintetinta daugiau nei 3000 naujų spolukų. Toks audringas dangų fullerenų chemijos vystymasis, pasižymintis vienos molekulės ypatumais ir daugybės priklausomų jungčių akivaizdumu uždaroje anglies sferoje. Fullereno derinys su anoniminės klasės akrilo kalbų, skirtų cheminėms-sintetinėms medžiagoms, atstovais.
Benzeno paviršiuje, nors C-C ryšiai vis dar yra tokie patys, fullerenuose galima pamatyti daugiau „suspenduotų“ ir „vienkartinių“ jungčių, o chemikai fullerenus dažnai laiko polieno sistemomis, kuriose trūksta elektronų, o ne aromatinėmis molekulėmis. Jei pasisuka iki 3 60, tai naujame buvime yra dviejų tipų kaklaraiščiai: daugiau trumpų (1,39 Å) kaklaraiščių, kurie eina išilgai šešių pusių šoninių briaunų ir šešių pusių. Kuriuose jie neturi šešių narių, o juo labiau penkių narių žiedai neparodo aromatinių galių tiems, kuriuose jie turi benzeno ir kitus plokštuminius molekulės ryšius, pagal Hückel taisyklę. Todėl skamba daugiau trumpų nuorodų Z 60 vvazhayut podvіynimi, dovshі - vienas. Viena iš svarbiausių fullerenų savybių yra ta, kad jie turi nepaprastai daug lygiaverčių reakcijos centrų, kurie dažnai sumažinami iki sulankstomų izomerinių reakcijos produktų atsargų, kad jie galėtų dalyvauti. Dėl to daugiau cheminių reakcijų su fullerenais būna selektyvi, sunkesnė atskirų procesų sintezė.
Tarp reakcijų iš neorganinių, panašių į fullereną, svarbiausios yra halogeninimo procesai ir iš paprasčiausių halogenintų, taip pat hidrolizės reakcijos. Taigi šios reakcijos buvo vienos iš pirmųjų, atliktų su fullerenu C 60 1991 m. Pažvelkime į pagrindinius reakcijų tipus, kurie veda prie šių pusinės eliminacijos periodų išvados.
Po fulerenų atradimo didelį susidomėjimą sukėlė galimybė juos laistyti „fuleranų“ sprendimais. Pakaušyje į fullereną galime paimti šešiasdešimt atomų vandens. Teoriniais tyrimais įrodyta, kad C 60 H 60 molekulėje dalis vandenyje esančių atomų gali atsirasti fullereno sferos viduryje, tai yra, šešių narių žiedai, kaip ir cikloheksano molekulės, turi priimti „fotelio“ arba „vonios“ konformaciją. Todėl šiuo metu polihidrofulerenų molekulės gali būti matuojamos nuo 2 iki 36 atomų per dieną fullerenui C 60 ir nuo 2 iki 8 fullerenui C 70 .
Fluorinuojant fulleno pasireiškimus, naujas spoluk 60 F n, de n rinkinys įgyja porų iki 60. Fluoro dariniai, kurių n yra nuo 50 iki 60, vadinami perfluoridais, o fluoravimo terpės pasireiškimas yra masinis. - spektriškai esant mažoms koncentracijoms. Taip pat dėl hiperfluorido, todėl sandėlio produktai C 60 F n , n> 60, fullereno dekarboksilo karkasas dažnai ardomas. Peredbachaєtsya, scho maєmіsce i perfluoriduose. Fluoridų sintezės šėrimas fullerenuose įvairiuose sandėliuose yra savarankiška svarbiausia problema, kuri yra aktyviausia MDU Chemijos fakultete im. M.V. Lomonosovas.
Aktyvus fullerenų chlorinimo procesų vystymas įvairiose mintyse prasidėjo dar 1991 m. Pirmuosiuose robotuose autoriai bandė pašalinti chlorą ir 60 kartu su chloru ir fullerenu įvairiose mažmeninėse parduotuvėse. Iki šios valandos buvo matyti ir apibūdinti keli atskiri fullerenų C 60 ir C 70 chloridai, kurie buvo pašalinti prarijus įvairias chloruojančias medžiagas.
Pirmasis fullereno bromavimo bandymas buvo sukurtas jau 1991 m. Fullereno 3 60 panardinimų į gryną bromą 20 ir 50 O 3 temperatūroje, padidinus svorį reikšme, o tai reiškia, kad vienai fullereno molekulei prideda 2-4 bromo atomus. Tolesni brominimo tyrimai parodė, kad fullerenui Z 60 sąveikaujant su molekuliniu bromu dešimtmečius, atsiranda ryškiai geltonai deganti kalba, kurios sandėlis, kaip buvo nustatyta elementų analizės metodu, buv Z 60 Br 28 . Bėgant metams buvo susintetinti keli bromido fullerenai, kurių bromo atomų skaičius molekulėje yra labai įvairus. Bagat'yom labiau būdingas klatratams, kuriuose yra laisvų bromo molekulių.
Pirmoje metų pusėje buvo domimasi perfluoralkilpolipoksais, zocrema trifluormetilintais halogenintais fullerenais, kurių apskaičiuotas kinetinis šių puspolių stabilumas panašus į nukleofilinio S N 2' pakeitimo halogenintais fullerenais reakcijas. Be to, perfluoralkilfulerenai gali būti įdomūs dėl didelio jų sporiškumo elektronams, sukeldami stiprius, žemesnius fluoro atomus, perfluoralkilo grupių akceptorius. Iki šiol pastebėjimų ir atskirų atvejų apibūdinimų skaičius sandėlyje C 60/70 (CF 3) n , n = 2-20 viršija 30, be to, intensyviai dirbama modifikuojant fullereno sferą kitomis fluoro grupėmis, C 2 F 2 5 F7.
Biologiškai aktyvių medžiagų, panašių į fullereną, sukūrimas, dėl pateiktų fullereno hidrofilinių galių molekulių gali žinoti zastosuvanya biologijoje ir medicinoje. Vienas iš hidrofilinių panašių fullerenų sintezės būdų yra hidroksilo grupių įvedimas ir fullerenolių arba fullerolių, galinčių pasiekti iki 26 26 grupių, išskyrimas, taip pat, ymovirno, rūgščios dėmės, panašios į posteriganimą įvairiuose oksiduose. . Tokie teršalai yra gerai išvystyti vandenyje ir gali būti naudojami naujų panašių fullerenų sintezei.
Kalbant apie fullerenų oksidus, tai iš Z 60 pusės Pro Z 70 Apie augalų buvimą bendrame fulerenų kiekyje ekstrakte nedideliais kiekiais. Imovirno, rūgštis, esanti šalia kameros elektros lanko iškrovos metu, ta fullereno dalis yra oksiduojama. Fullereno oksidai gerai pasiskirsto ant kolonėlių su įvairiais adsorbentais, kas leidžia kontroliuoti fullereno rūšių grynumą, oksidų buvimą ar buvimą jose. Tačiau žemą fullereno oksidų stabilumą nustelbia sistemingas jų šalinimas.
Ką galima pasakyti apie fullerenų organinę chemiją, kad, būdamas elektronų trūkumo polienu, fullerenas C 60 turi polinkį į radikalines, nukleofilines ir cikloadidijos reakcijas. Ypač perspektyvūs fullereno sferos funkcionalizavimo būdai yra įvairios cikloadidijos reakcijos. Dėl savo elektroninės prigimties Z 60 dalyvauja cikloadidijos reakcijose, be to, būdingiausios yra įdubimai, jei n = 1, 2, 3 ir 4.
Pagrindinė problema, priešingai sintetinių chemikų, yra ta, kad jie dirba panašių fullerenų sintezėje ir prarandamas vykdomų reakcijų selektyvumas. Virtimo į fullerenus stereochemijos ypatumai sudaro daugybę teoriškai galimų izomerų. Taigi, pavyzdžiui, C 60 X 2 x 23, C 60 X 4 atveju jau 4368, jų viduryje 8 - dviejų antrinių nuorodų atėjimo produktai. Tačiau 29 іsomerai 60 X 4 nebus cheminio pojūčio motina, tripleto bazinė stovykla, kuri atsiranda dėl jungties dėl sp2 hibridizuoto anglies atomo buvimo paaštrintuose trijuose sp 3 -hibridizuotuose atomuose, kurie sudaro C-X jungtį. Didžiausias skaičius teoriškai gali apsieiti be urahuvannya multipleto, pagrindinis bus išmestas iš karto iš 60 x 30 il sandėlio 985538239868524 (1294362 tai 15 povandeninių laivų iš užsienio gamyba, galime palaipsniui didinti atvykstančių grupių skaičių . Bet kuriuo atveju teoriškai leistinų didesnio dydžio izomerų skaičius, pereinant prie mažiau simetriškų C 70 ir didesnių fullerenų, padidės keliomis eilėmis.
Tiesą sakant, skaitiniai kvantinių cheminių tyrimų duomenys rodo, kad dauguma fulleno halogeninimo ir hidrinimo reakcijų vyksta su stabiliausių izomerų tirpalais, o tada dažniausiai juose yra nereikšmingos energijos. Didžiausia įvairovė pastebima skirtinguose žemesniuosiuose fullereno hidroksiduose, kurių izomerinį sandėlį, kaip buvo parodyta daugiau, galima rasti sintezės būdo telkiniuose. Bet su kuo išsiomerų, kurie yra nusistovėję, stabilumas atrodo labai artimas. Šių panašių fullerenų susidarymo dėsnių išnaudojimas ir žinomiausios užduotys, kurių įgyvendinimas – į fullerenų ir vėlesnių jų chemijos galeriją įnešti naujų laimėjimų.
Otrimanya fullerenai
Veiksmingiausias būdas išgauti fulleno bazes ant termiškai padengto grafito. Vicoration veikia kaip elektrinis grafito elektrodo šildymas, taip pat grafito padengimas lazeriu. 6 paveiksle pavaizduota fullerenų, jakų vikoristovuvav V. Kretchmer, įrengimo schema. Grafitas pjaunamas einant per elektros srovę, kurios dažnis 60 Hz, srovės dydis nuo 100 iki 200 A, įtampa 10-20 V. Reguliuojant spyruoklės įtempimą, tai galima padaryti, kad pagrindinė įtempimo dalis būtų matoma vamzdyje, o ne grafito strype. Kamera užpildyta heliu, 100 torų veržle. Grafito garavimo greitis šioje gamykloje gali siekti 10g/w. Šiame vandeniu aušinamo vario korpuso paviršiuje jis yra padengtas grafito garavimo produktu tobto. grafito suodžiai. Kai tik stingimo milteliai nubraukiami ir ilgai šluostomi verdančiu toluenu, išeina tamsiai rudi namai. Verdant її į garintuvą patenka smulkiai dispersiniai milteliai, kurių laisvųjų grafito suodžių turi būti ne daugiau kaip 10%, fulerenų Z 60 (90%) ir Z 70 (10%) – iki 10%. Fullerenų šalinimo lankinio metodo aprašymai, išbraukus pavadinimą „fulereno lankas“.
6 pav. Fullerenų ekstrahavimo įrenginio schema. 1 - grafito elektrodai; 2 - vidurio padanga, kuri atvėsta; 3 - vidutinis korpusas, 4 - spyruoklės.
Taikant aprašytą metodą, fullereno helio buvimas atlieka buferinių dujų vaidmenį. Helio atomai efektyviausiai suderinami su mažesniais atomais, kad būtų „užgesinti“ sužadintų anglies fragmentų, kurie viršija jų susiejimą į stabilią struktūrą, kaustinius trikdžius. Be to, helio atomai pasiima energiją, kuri matoma susijungus anglies fragmentams. Dosvidas rodo, kad optimalus helio slėgis yra 100 torų diapazone. Esant didesniam slėgiui, anglies fragmentų agregacija yra sudėtinga.
Įrenginio projektavimo proceso parametrų pokyčiai lemia proceso ir gaminių saugojimo efektyvumo pokyčius. Gaminio kokybė patvirtinama tiek masių spektrometriniais vimerais, tiek kitais metodais (branduolinio magnetinio rezonanso, elektronų paramagnetinio rezonanso, IF-spektroskopija ir kitais metodais)
Fullerenų dominavimas
Fizinė ir cheminė galia
Fullerene C60 yra smulkiai kristaliniai juodos spalvos milteliai, malšinantys kvapą. Fullereno C60 kiekis yra 1,65 g/cm3, o tai žymiai mažesnis nei grafite (2,3 g/cm3) ir deimante (3,5 g/cm3). Atminkite, kad molekulės yra tuščios.
Praktiškai neišspręstas poliarinėse mažmeninėse parduotuvėse (vanduo, etanolis, acetonas); gerai pasiskirsto benzene, toluene, fenilchloride. Anglies jungčių ilgis molekulėje tampa 0,143 ir 0,139 nm, o vidinės tuščios erdvės skersmuo tampa 0,714 nm, o tai leidžia inkliuzui ištuštinti paskutinį atomą arba molekulę – „svečią“. C60 išsaugo savo šiluminį stabilumą iki 1700K. Okremo molekulės tūrinio slėgio modulis teoriškai tampa 720-900 GPa. Enthalp_ya osviti C60 tapti? 42,5 kJ/mol (lydymosi atveju: grafito tirpalo entalpija yra 0 kJ/mol, o deimantų – 1,67 kJ/mol).
Krištolo grūdeliai 3 60 į veidą orientuoti kubiniai, odos molekulė gali 12 "sucid", molekulės yra silpnai surištos viena su kita. Tokioms molekulinėms anglims būdinga žema sublimacijos temperatūra (800 °C), o C 60 molekulės pereina į garus. kaip stebuklingai „gyvai“ dujų fazėje iki 1500 K temperatūros.
Kondensuotos sistemos, sudarytos iš fullereno molekulių, vadinamos fulleritais. Pažangiausia tokio tipo sistema yra kristalas Z 60, mažiausia – kristalų sistema Z 70. Fullerite C60 yra kieta girchich spalvos kalba. Z 70 - kieta rausvai rudos spalvos kalba.
Zrazki 60 yra jautrūs ultravioletinės vibracijos antplūdžiui be rūgštumo ir gali pradėti plisti. Todėl juos reikia imti iš tamsos ir vakuume arba azote. Grynas fullerenas kambario temperatūroje yra izoliatorius arba mažo laidumo laidininkas. Fullerenų molekulės gali būti labai elektronegatyvios ir gali užimti iki šešių laisvųjų elektronų.
Temperatūros poslinkį lydi antroji molekulės forma 60 . Fullerenas yra aiškus elektronų akceptorius ir su skirtingais švitintuvais (metaliniais šuoliais) gali priimti iki šešių elektronų, todėl anijonas yra 60 6-. Be to, vin lengvai priima nukleofilus ir laisvuosius radikalus.
Fullereno cheminis dominavimas nurodomas mažai 7. Fullerenas hidrinamas iki C 60 H 36 (1 reakcija), halogeninamas panašiai kaip olefinai (2, 3 reakcijos). Halogeninimo produktai lengvai įtraukiami į nukleofilinio pakeitimo reakciją (4 reakcija). Oksiduojant rūgštimi (oksiduojant UV spinduliais), fullereno oksidas ištirpsta (5 reakcija). Norint susidoroti su fullerenu ekologiškų produktų mažmeninės prekybos įmonėse, rekomenduojama juos laikyti ir apdoroti inertinėje atmosferoje. Fullerenas arilinamas dalyvaujant AlCl3 (6 reakcija). Atidžiau pažiūrėkite į osmio oksido atėjimą, iš tikrųjų, oksiduotą, kai jis praeina per raištį, kuris atsidaro (7 reakcija). Taip pat į fullereną pridedami aminai (8 reakcija), aminorūgštys (9 reakcija) ir cianidas (10 reakcija). Fullerenas, atkeršyti už šprotų aminogrupę, atsparus vandeniui. Sustiprinus balų metalais (pavyzdžiui, ceziu ar rubidžiu), elektronas iš atomo perkeliamas į metalą į fullereną. Z'ednannya, scho utvoryyuyutsya, gali būti žemos temperatūros superlaidumas, kritinė temperatūra superlaidumui atsirasti yra 33 K.
fullereno cheminės sorbcijos nanostruktūra
7 pav. Cheminė fullereno galia
Fullerenas Z 60
Fullerenas C 540
Fullereni, buckballs arba bukiboli- molekulinės struktūros, priklausančios alotropinių anglies formų klasei (inshі - deimantas, karabinas ir grafitas) ir sferiniai uždari bagatoedrai, sulankstyti iš trijų koordinuotų anglies atomų poros. Savo projektavimo projektą pavadinsiu inžinieriui ir dizaineriui Richardui Buckminsteriui Fulleriui, kurio geodezines struktūras įkvėpė šis principas. Šios klasės užpakalinė dalis yra apsupta daugiau nei konstrukcijų, kurios apima daugiau nei penkis šešiakampius kraštus. Pagarbiai už tokio uždaro bagatoedro pamatą, n viršūnės, kurios sudaro tik penkių ir šešių veidų veidus, atitinka Eulerio teoremą turtingiems veidams, kuri patvirtina lygybės pagrįstumą | n | − | e | + | f | = 2 (De | n | , | e| kad | f| akivaizdu, kad viršūnių, briaunų ir veidų skaičius), būtina psichinė išvaizda yra lygi 12 penkių pusių veidų i n/ 2 - 10 šešių pjūvių veidai. Kaip ir kitų cheminių elementų atomai patenka į fullereno molekulės struktūrą, taip ir anglies atomų atomai yra įtraukti į anglį, tada, kai kitų cheminių elementų atomai pasiskirsto anglies rėmo viduryje, pvz. fullerenai vadinami endoedriniais, o jei pavadinimai yra egzoedriniai.
Fullerenų atradimo istorija
Fullerenų struktūrinė galia
Fullerenų molekulės turi anglies atomus ir yra sulankstytos taisyklingų šešiasdešimties vimpelų viršūnėse, iš kurių susilanksto rutulio arba elipsoido paviršius. Simetriškiausias ir pažangiausias fullerenų šeimos atstovas yra fullerenas (C 60), kuriame anglies atomai sudaro ikosaedro sutrumpinimą, kurį sudaro 20 šešių dalių ir 12 penkių dalių ir futbolo kamuolys. Odos atomo nuo anglies atomo iki fullereno Z 60 skeveldros yra vienu metu su dviem šešiais ir vienu centu, visi Z 60 atomai yra lygiaverčiai, tai patvirtina izotopo 13 branduolinio magnetinio rezonanso (BMR) spektras Z - Vіn avenge. tik viena eilutė. Tačiau ne visi sv'yazki S-S gali turėti tą pačią dovzhina. Lygis C=C, kuris yra dvipusėje dviejų šešių dalių pusėje, tampa 1,39, o lygiosios C-C – šešių ir p'yatikut, dosha ir daugiau 1,44 Å. Be to, pirmojo tipo jungtis yra pavaldinė, o kito – vienguba, kas galioja fullereno C 60 chemijai.
Atsitraukime nuo C 70 fullereno pločio, kuris suskaidomas į C 60 fullereną, į C 60 pusiaujo sritį įterpiant 10 atomų anglies juostą, o po to C 70 molekulė atrodo susisukusi ir susisukusi pagal savo formą. .
Taip vadinami visi fullerenai, kurie atkeršija daugiau anglies atomų (iki 400), nusėda žymiai mažesniais kiekiais ir dažnai gali pasiekti sulankstytą ir išmatuotą sandėlį. Tarp labiausiai paplitusių fullenų galima pastebėti C n , n\u003d 74, 76, 78, 80, 82 ir 84.
Fullerenų sintezė
Pirmieji fullerenai buvo pastebėti iš kondensuotų grafito garų, sukietėjusių lazeriu išryškinant kietus grafito objektus. Tiesą sakant, jie sekė kalbas. Kitą svarbų įtrūkimą 1990 m. įlaužė W. Kretschmeris, Lembas, D. Huffmanas ir kiti, sukūrę metodą, kaip išgauti gramų kiekį fullereno degančių grafito elektrodų kelyje elektriniu smūgiu helio atmosferoje su žemu spaustuku. . . Anodo erozijos metu ant kameros sienelių nusėdo suodžiai, atkeršydami už fulerenų šprotą. Bėgant metams išsirinkome optimalius elektrodų garinimo parametrus (sandarumas, atmosferos kaupimasis, struma, elektrodų skersmuo), su kuriais pasiekiamas didžiausias fullerenų kiekis, kuris turėtų būti per vidurį 3-12 proc. anodo medžiaga, kuri turėtų būti naudojama galiniame apvalkale.
Bandymai surasti pigesnius ir produktyvesnius gramais skaičiuojamų fullerenų išgavimo būdus (angliavandenių išgelbėjimas pusmėnulio metu, cheminė to sintezė) nepasisekė ir produktyviausiu tapo trivalės „lankos“ metodas. (produktyvumas yra apie 1 g per metus). Bendrovė „Mitsubishi“ kiekvienais metais pradėjo gaminti fullerenus spjovimo į angliavandenius būdu, o taip pat fullerenus, kad nušluotų rūgštį, ir, kaip ir anksčiau, lankinis metodas, kaip ir anksčiau, tampa vieninteliu tinkamu būdu. grynų fullerenų ekstrahavimas.
Fullerenų nustatymo mechanizmas dozі dozі yra nepagrįstas; Tik tie, kuriuose fullenas yra paimtas iš dešimties anglies atomų (arba 2 fragmentų), nebuvo toli iki įdiegimo. Norint įrodyti, kad anodo elektrodas buvo padengtas aukšto gryninimo laipsnio grafitu 13 Z, antrasis elektrodas buvo naudojamas kaip aukštos kokybės 12 C grafitas. Ištraukus fullerenus, BMR buvo parodyta, kad 12 Z ir 13 atomai. Z atsitiktinai nusėdo ant fullereno paviršiaus. Tai rodo medžiagos grafito suskaidymą iki dešimties atomų arba atominio lygio fragmentų ir tolesnį fullereno molekulės susilankstymą. Tsya baldai zmusila vidmovitysya natї ї paveikslėlyje, kaip fullerenų priėmimas po atominių grafito rutulių žlugimo šalia uždaros sferos.
Dėl bendro fullerenų šalinimo įrenginių skaičiaus padidėjimo ir nuolatinio jų valymo sodrinimo metodų darbo, per likusius 17 metų jie sumažino bendrą vardą nuo 60 - nuo 10 000 USD iki 10- 15 USD už gramą, o tai paskatino realų pasaulį.
Deja, nepaisant Huffman-Kretschmer (HK) metodo optimizavimo, iš fullereno neleidžiame pašalinti daugiau nei 10-20% sudegusio grafito. Jei gerbsite aukštą burbuolės gaminio – grafito – kokybę, taps aišku, kad šis metodas gali būti svarbus. Verta paminėti, kad fullerenų, išgydytų HA metodu, skaičius neturėtų būti mažesnis nei dolerių skaičius grame. Todėl mažo grupių skaičiaus priežastis aiškinama ieškant alternatyvių fullerenų šalinimo būdų. Didžiausią sėkmę šiame galusi pasiekė „Mitsubis“ kompanija, kuri, kaip buvo minėta aukščiau, sugebėjo susitarti dėl fullerenų išsiskyrimo pusmėnulio metu nuplikydama į angliavandenius. Tokių fullerenų skaičius yra apie 5 USD / gramą (2005 rіk), o tai jokiu būdu neturėjo įtakos elektros lanko fullerenų skaičiui.
Reikia pažymėti, kad aukšta fullerenų kokybė reiškia ne tik mažą derlių deginant grafitą, bet ir taikiklio lankstymą, to dugno išvalymą fullerenais iš įvairių masių nuo suodžių. Puolimas puolamas įprastas pidkhidas: suodžiai, otrimanas deginant grafitą, zmіshuyut su toluenu ar kitu ekologišku prekiautoju (pastatas efektyviai gamina fullereną), tada sumaišome filtrą arba centrifuguojame, o rozchinas, kuris yra sausas, užvirinamas. . Kai mažmenininko nebėra, tamsi kristalinė apgultis yra užvaldyta - sumish fullereniv, fulleritų gretos. Fullerito atsargas sudaro įvairūs kristaliniai tirpalai: 60 ir 70 molekulių kristalai ir 60/3 70 kristalai bei kietieji kristalai. Be to, fulleritai turi nedaug fullerenų (iki 3%). Fullerenų sumavimas atskirose molekulinėse frakcijose buvo atliktas naudojant papildomą standartinę chromatografiją kolonėlėse ir standartinę aukšto slėgio chromatografiją (HPLC). Tai išlieka pirmaujanti vertinamų fullerenų grynumo analizė; Nareshti, paskutinis etapas yra mažmenininko atsargų pašalinimas iš kieto pjaustymo į fullereną. Jis susidaro stiklinimo keliu esant 150-250 o C dinaminio vakuumo (apie 0,1 Torr) temperatūrai.
Fullerenų fizinė galia ir taikomoji reikšmė
Pilniškumas
Kondensuotos sistemos, sudarytos iš fullereno molekulių, vadinamos fulleritais. Labiausiai išvystyta tokio tipo sistema yra kristalų Z 60, mažiausiai – kristalų Z 70 sistema. Aukštesnių fullerenų kristalų tyrimas, atsižvelgiant į jų lankstymo sudėtingumą. Anglies atomai fullereno molekulėje yra surišti σ- ir π-ryšiais, lygiai taip pat, kaip cheminė jungtis (sensacingiausiu žodžiu) tarp fullereno molekulių kristale. Todėl kondensuotoje sistemoje aplinkinės molekulės išlaiko savo individualumą (tai svarbu žiūrint į kristalo elektroninę struktūrą). Molekules kristale redukuoja Van der Waals jėgos, o tai reiškia didelę pasaulyje makroskopinę kietojo C60 galią.
Kambario temperatūroje kristalas 3 60 gali būti į veidą orientuotas kubinis (fcc), kurio pastovus 1,415 nm, tačiau esant žemesnei temperatūrai, pirmosios rūšies fazinis perėjimas (T cr ≈260 K) ir kristalas 3 60 pakeičia savo struktūrą į paprastas kubinis (vietos 1.4) grafikas. Esant temperatūrai T > T cr, molekulės 60 atsitiktinai apsivynioja aplink savo vienodą centrą, o kai abi ašys sumažėja iki kritinės, apvalkalai užšąla. Lauko šaldymo įvyniojimas skirtas 165 K. Kristalichna budova Z 70 esant kambario temperatūros eilės temperatūrai, buvo pranešta robotams. Kaip matome darbo rezultatus, tokio tipo kristalai gali būti tūrio centre (BCC) su mažu šešiakampės fazės nameliu.
Netiesinė fullerenų optinė galia
Fullerenų elektroninės struktūros analizė rodo, kad yra π-elektroninių sistemų, kurioms būdingos didelės netiesinio priešiškumo vertės. Fullerenai iššaukiančiai sukuria nelinijinę optinę galią. Tačiau dėl didelės 3 60 molekulės simetrijos kitos harmonikos generavimas įmanomas tik tuo atveju, jei į sistemą įvedama asimetrija (pavyzdžiui, veikiant išoriniam elektriniam laukui). Praktiniu požiūriu pridedamas didelis swidcode (~250 ps), kuris rodo kitos harmonikos generavimo slopinimą. To fullereno Krymas Iš 60 pastatų sukuria trečią harmoniką.
Dar viena galima vieta fullerenams ir, pirma, juodai, Z 60, optinėms langinėms. Eksperimentiškai įrodyta, kad medžiaga gali būti fiksuojama ilgą laiką ties 532 nm. Maža valanda mankštos suteikia galimybę panaudoti fullereną kaip tarpinį tarpą tarp modifikavimo lazeriu ir Q perjungimo. Dėl mažų priežasčių fullerenams čia svarbu konkuruoti su tradicinėmis medžiagomis. Voska vart, fulereno dispersijos sulankstymas prie sandelio, Shvidko pastatai oksiduojasi ant anksciau, tai toli nuo dalgio, ne ponios, optinio vipriavano liesos griuves rekordas (nepritvirtintas prie sieros dvelksmas) sunku sukaupti sieros junginių.
Kvantinė mechanika ir fullerenas
Fullereno drėkinimas (HyFn); (Z 60 @ (H 2 O) n)
Purškiamas vanduo C 60 HyFn
Hidratacijos fullerenas Z 60 - C 60 HyFn - cheminis, hidrofilinis supramolekulinis kompleksas, susidedantis iš fullereno molekulių Z 60, supakuotų į pirmąjį hidratacijos apvalkalą, kuriame yra 24 vandens molekulės: C 60 @ (H 2 O) 24. Hidratacijos apvalkalas nusėda po donoro-akceptoriaus sąveikos nebendrintai elektronų porai vandens molekulių rūgštingumui su elektronų-akceptorių centrais fullereno paviršiuje. Taip vandens molekulės, orientuotos netoli fullereno paviršiaus, yra surištos masiniu vandens jungčių tinklu. Rosmir C60 HyFn yra 1,6–1,8 nm. Šiuo metu didžiausia koncentracija 3 60 C 60 HyFn, kurią galima rasti vandenyje, yra lygi 4 mg / ml. 60 HyFn vandeninio tirpalo, kurio koncentracija 60 0,22 mg/ml, nuotrauka dešinėje.
Fullerenas kaip medžiaga šildymo įrangai
Fullereno, kaip laidininko, molekulinis kristalas iš aptvertos zonos ~1,5 eV pločio ir jo galia yra turtinga, todėl panaši į kitų laidininkų galias. Todėl nemažai jungčių su maitinimo šaltiniais yra pagrįstos fullerenais, kaip nauja medžiaga tradiciniams elektronikos priedams: diodas, tranzistorius, fotoelementas. Prote istotnim nedolіvsya vyyavivsya vpliv rūgštingumas dėl plіvok fullerenіv i laidumo, otzhe, vykla poreikio zahishnykh pokritty. Šia prasme labiau žada panaudoti fullereno molekulę kaip nepriklausomą nanodydžio priedą, zocremą ir subliuvialinį elementą.
Fullerenas kaip fotorezistas
Veikiami matomų (> 2 eV), ultravioletinių ir trumpaplaukių fullereno atmainų, jie polimerizuojasi ir tokiu būdu neišsiskiria ekologiškų prekių pardavėjai. Pilereno fotorezisto užpildymo iliustracijai galima pažymėti submikroninio atskyrimo užpakalį (≈20 nm), kai silicis yra išgraviruotas elektronų pluoštu su Viktorijos laikų polimerizuotos sintezės C 60 kaukėmis.
Fullereniniai priedai deimantų lydymosi augimui CVD metodu
Dar viena fullereno priedų praktinio panaudojimo galimybė deimantų lydymosi augimo metu CVD metodu (Chemical Vapor Deposition). Fullerenų įvedimas į dujinę fazę yra veiksmingas dviem požiūriais: padidina deimantų šerdies tvirtumą ant pamušalo ir pumpurų blokų tiekimą iš dujinės fazės ant pamušalo. Dygstančių blokelių kokybėje atsiranda fragmentų po 2, ir jie pasirodė tinkama medžiaga deimantų lydymosi augimui. Eksperimentiškai įrodyta, kad deimantų lydymosi augimo greitis siekia 0,6 µm/metus, tai yra 5 kartus didesnis, mažesnis be vikarinių fullerenų. Realiai konkurencijai tarp deimantų ir kitų mikroelektronikos laidininkų būtina išplėsti deimantų lynų heteroepitaksijos metodą, vis dar neišspręstas monokristalinių lynų protezavimas ant nedeimantinių pamušalų. Vienas iš galimų problemos sprendimo būdų – tarp pamušalo ir deimantinio saugiklio surasti buferinį fullerenų rutulį. Šios sėkmės priežastis yra tiesioginis geras fullerenų sukibimas su dauguma medžiagų. Išvardintos nuostatos ypač aktualios kalbant apie intensyvią deimantų pažangą besivystančios kartos mikroelektronikoje. High swidkodiya (high drift swidkist); Maksimalus šilumos laidumas ir cheminis atsparumas daro deimantą perspektyvia medžiaga būsimos kartos elektronikai.
Superlaidumo paslaugos nuo 60 m
Fullerenų molekuliniai kristalai - laidininkai, proteo ant burbuolės 1991 m nustatyta, kad kietą Z 60 legiruojant su nedideliu balos metalo kiekiu susidaro metalo laidumo medžiaga, kuri esant žemai temperatūrai pereina į superlaidininką. Z 60 legiravimas atliekamas apdorojant kristalus metalo garais šimtų laipsnių Celsijaus temperatūroje. Taip sukuriama X 3 60 tipo struktūra (X yra balos metalo atomas). Kalis buvo pirmasis tarpinis metalas. Įrenginio perdavimas Iki 3 3 60 superlaidžiame malūne prasideda esant 19 K temperatūrai. Tai rekordinė molekulinių superlaidininkų vertė. Nezabar buvo nustatyta, kad superlaidumas gali būti turtingas fulleritu, legiruotu su alavo metalo atomais spivvidnoshnі arba X 3 Z 60, arba XY 2 Z 60 (X, Y - alavo metalo atomai). Nurodytų tipų vidutinės aukštos temperatūros superlaidininkų (HTSC) rekordininkas yra RbCs 2 C 60 - th T cr = 33 K.
Mažų fullereno suodžių priedų įpurškimas, siekiant sumažinti PTFE trinties ir nusidėvėjimo galią
Svarbu tai, kad fulereno C 60 buvimas mineralinėse alyvose ant stalviršių, pagamintų iš fullereno-povnomirnoy tovshchina, paviršių - 100 nm. Lydymas skirtas apsaugoti nuo terminio ir oksidinio sunaikinimo, pailginant mazgo tarnavimo laiką 2-3 kartus, išplečiant mazgo slėgio darbinį intervalą 3-8 kartus; -2 kartus, keičiant pelno valandą countertil.
Kitos fullereno kaitinimo vietos
Tarp kitų rūšių priedų yra baterijos ir elektros baterijos, tokiu atveju taip pat yra fullereno priedų. Šių baterijų pagrindas yra ličio katodai, kurie gali būti naudojami siekiant užkirsti kelią fullereno įsiterpimui. Fullerenai taip pat gali būti naudojami kaip priedai renkant deimantus aukšto slėgio metodu. Tuo pačiu metu deimantai padidinami 30%. Fulerenų taip pat galima rasti vaistinėje naujiems likeriams gaminti. Be to, buvo žinoma, kad fullerenai buvo naudojami kaip priedai degančiose (spuchuyutsya) farbi gaisruose. Įvedant fullereno farbą esant temperatūros antplūdžiui, jam išsipučiant, galima baigti plikyti kokso rutulį, kuris mažoje vietoje užtrunka daugiau laiko įkaitinti iki kritinės temperatūros konstrukcijas, kurios yra apsaugotos. Be to, sony elementams gaminti kartu su polikonjuguotais vandeniui laidžiais polimerais naudojami fullerenai ir įvairūs chemiškai vietiniai junginiai.
Cheminė fullerenų galia
Fullerenai, nepaisant atomų skaičiaus vandenyje, nors ir gali būti pakeisti kaip ryškiausių aromatinių sporų atveju, vis tiek gali būti funkcionalizuoti įvairiais cheminiais metodais. Pavyzdžiui, tokios reakcijos buvo sėkmingai sukurtos fullerenų funkcionalizavimui, pvz
Veiksmingiausias būdas išgauti fulleno bazes ant termiškai padengto grafito. Kai grafitas pašildomas, tarp grafito susidaro ryšys su tais pačiais rutuliais, o medžiaga, kuri yra kaitinama, nėra išdėstyta ant atomo krašto. Taip garinamas rutulys susideda iš dešimties fragmentų, kurie yra šešių dalių derinys. Yra trys iš šių fragmentų ir C60 molekulių bei kitų fullerenų. Grafito klojimui fullerenams išgauti naudojamas varžinis ir aukšto dažnio grafito elektrodo kaitinimas, nuplikymas į angliavandenius, grafito paviršiaus išryškinimas lazeriu, grafito garinimas fokusuojančiu sony šilumokaičiu. Šie procesai atliekami buferinėse dujose, kurios skamba kaip helis. Labiausiai paplitęs būdas išgauti fullerenus yra naudoti lankinę iškrovą iš grafito elektrodų helio atmosferoje. Pagrindinis helio vaidmuo yra susijęs su fragmentų aušinimu, o tai gali sukelti aukštą užstato pabudimą, kuris perkelia juos į stabilią struktūrą. Optimalus helio slėgis yra 50–100 torų diapazone.
Metodo pagrindas paprastas: tarp dviejų grafito elektrodų uždegamas elektros lankas, išardomas anodas. Ant reaktoriaus sienelių nusėda suodžiai, kuriuos galima pašalinti nuo 1 iki 40% (nuosėdos pagal geometrinius ir technologinius parametrus) fullerenų. Fullerenams ekstrahuojant iš fullereno turinčių suodžių, vicorista atskyrimas ir gryninimas atliekamas vienkartinės ekstrakcijos ir kolonėlės chromatografijos būdu. Pirmajame etape suodžius apdoroja nepoliarinis mažmenininkas (toluenas, ksilenas, medžio anglis). Ekstrahavimo efektyvumą užtikrina stosuvannym Soxhlet aparatas arba ultragarsas. Mažmeninės prekybos fullerenų pašalinimas kremuojant vandeniu filtravimo ir centrifugavimo metu, mažmenininkas, kai ruošiamas garuose arba garuose. Už tvirtą apgultį reikia atkeršyti fullerenų suma, kurią pardavėjas išsprendžia kitokiu pasauliu. Fullerenai kitoje grindų pusėje nustatomi kolonėlės chromatografijos ir aukšto slėgio kolonėlės chromatografijos metodais. Išorėje mažmenininko perteklius iš kieto fullereno ruožo yra veikiamas 150–250 °C temperatūros dinaminio vakuumo galvoje dešimtmetį. Toli, grynumo lygio pagerėjimas pasiekiamas sublimavus akių valymą.
Fullerenų ir fulleritų praktinio panaudojimo perspektyvos
Fullerenų atradimas jau paskatino sukurti naujus kietojo kūno fizikos ir chemijos (stereochemijos) skyrius. Aktyviai ieškoma fullerenų ir panašių biologinio aktyvumo. Įrodyta, kad šios natūralių fermentų klasės atstovai slopina įvairius fermentus, specifiškai skaido DNR molekules, priima elektronų pernešimą per biologines membranas, aktyviai dalyvauja įvairiuose oksidaciniuose-oksidaciniuose organizmo procesuose. Rozpochato darbas skatina fullerenų apykaitą, ypač gerbiama antirusiška valdžia. Buvo įrodyta, kad zocrema, deyakі pokhіdnі fulerenіv zdatnі іngіbuvat proteazės virusas SNIDu. Plačiai diskutuojama idėja sukurti priešvėžinius medicininius preparatus, kurių pagrindą sudaro vandenyje tirpūs endoedriniai pusfullerenai iš radioaktyvių izotopų. Tačiau čia daugiausia dėmesio skiriame fullereno medžiagų stagnacijos technologijų ir elektronikos srityse perspektyvoms.
Galimybė perimti kietas medžiagas ir deimantus.
Tikimasi didelėmis viltimis išbandyti victorinį fullereną, kuris gali sukelti sp^3 hibridizaciją, kaip sirovino pakaitalą, kaip grafito pakaitalą deimantų, kurie pridedami prie techninės Viktorijos, sintezėje. Japonijos tyrėjai, kurie spaudė spaustukus ant fullereno 8–53 DPa intervale, parodė, kad fullereno ir deimanto perėjimas vyksta esant 16 DPa slėgiui ir 380 K temperatūrai, o tai yra žymiai žemesnė, žemesnė grafito-deimantui. perėjimas. Bulo parodė galimybę kultivuoti didelius (iki 600-800 mikronų) deimantus normalioje 1000 °C temperatūroje spaustukuose iki 2 GPa. Vyhid puikūs deimantai jo pasiekti 33 vag. %. Ramano deimantų linijos, kurių dažnis 1331 cm-1, yra mažos ir 2 cm pločio, o tai rodo aukštą atimtų deimantų kokybę. Taip pat aktyviai tiriama galimybė pašalinti itin kietas polimerizuotas fulleritą primenančias fazes.
Fullerenas kaip deimantų lydymosi ir silicio karbido augimo pirmtakas.
Plataus tarpo laidininkų, tokių kaip deimantas ir silicio karbidas, lydymas yra perspektyvus aukštos temperatūros, aukštos temperatūros ir optoelektronikos srityje, kuri apima ultravioletinių spindulių diapazoną. Tokių prietaisų įvairovę galima rasti kuriant plataus tarpo lydymo cheminius sedimentacijos (CVD) metodus ir šių metodų visumą naudojant standartinę silicio technologiją. Pagrindinė deimantų spjaudymosi vystymosi problema yra ta, kad svarbu reakciją nukreipti per sp^3 fazę, o ne sp^2. Atrodo, kad tai yra veiksmingas fullerenų pasirinkimas dviem kryptimis: deimantų centrų formavimosi tvirtumui didinti pastato ant pamušalo gimimo vietoje ir pasirinkimu kaip pagrindinius deimantų vystymo „pumpurus“. dujų fazė. Parodyta, kad mikropluošto išlydyje pastebimas С60 С2 skilimas, o tai yra tinkama medžiaga deimantų kristalams augti. MER Corporation kaip augimo pirmtaką pasirinko aukštos kokybės deimantų lydymą, kurio augimo greitis buvo 0,6 µm per metus, o koncentruotą fullereną. Autoriai pranašauja, kad toks didelis augimo tempas žymiai sumažins CVD deimantų greitį. Reikšmingas pranašumas yra tie, kurie palengvina gardelės parametrų gerinimo procesą heteroepitaksijos metu, o tai leidžia vikoruoti kaip IC medžiagos pamušalas. Nė vienas iš pagrindinių procesų, naudojamų silicio karbidui, nenaudoja kintančios temperatūros iki 1500 ° C, o tai yra blogiau nei standartinė silicio technologija. Alą, vikoristinį fullereną, silicio karbidą leidžiama nusodinti C60 sluoksniu ant silicio pamušalo su nutolusiais garais ne aukštesnėje kaip 800–900 °C temperatūroje, ant Si pamušalų 0,01 nm/s greičiu. .
Būdami stabili anglies nanodalelių forma, fullerenai užtikrina vienodą techninių monokristalų ir lydymosi galią.
Fullerenas kaip litografijos medžiaga.
Zavdyaki zdatnosti polimerizuojasi veikiant lazeriui arba elektroniniams mainams, o esant bet kokiems ekologinių produktų mažmenininkų neatitikimams, fazė yra perspektyvi kaip atsparumas submikroninei litografijai. Fullereno dėmės tuo pačiu metu rodo didelį įkaitimą, neapsunkina pamušalo, leidžia išdžiūti.
Fullerenai kaip naujos medžiagos netiesinei optikai.
Фуллеренсодержащіе матеріали (розчини, полімери, рідкі сильно нелінійних оптичних властивостей перспективні для застосування в якості оптичних обмежувачів (послаблювачів) інтенсивного лазерного випромінювання; фоторефрактивних середовищ для запису динамічних голограм; частотних перетворювачів; пристроїв фазового сполучення. Найбільш вивченою областю є створення оптичних обмежувачів потужностей розчинів і Tverdich Rozchiniv C60. BŪTINAS VERYNENNŲ LYGIS ŠĖLIUOSE 0,2 - 0,5 J/cm2, SKIRSTYTI OPDIENTO OFICALINIO VIDPOVIDAR 0,1 - 0,12 J/cm2 Esant zbizhini koncentracijoms, gravitacijos skirtumas nuo 10 mm C010 mm. 10^-4, 1,65*10^-4 ir 3,3*10^-4 trivalumas ir impulsas t (500 fs, 5 ps, 10 ns) lyaєtsya, kai energijos tankis yra 2, 9 ir 60 mJ / cm ^ 2. Didžiajame brusnese jis įvedamas (daugiau nei 20 J/cm^2) Dodatkovo į be pamušalo varnalėšą zbujanny rivny, defokusuojantį ryšulį zravkoje, jį papildo atspalvio temperatūros purvas. eršketo. Dėl didžiausių fullerenų tarp spektrų molis išplečiamas iki didžiųjų plunksnos slėnių srities, o tai leidžia optiškai sumažinti iki l = 1064 μm. Norint sukurti kietojo kūno optinį tarpininką, galimybė į kietojo kūno matricą įterpti fullerenus, kad būtų išsaugota visa molekulė, yra vienalytės kietos struktūros sukūrimas. Taip pat būtina pasirinkti matricą, kuri gali turėti didelį stabilumą, gerą skaidrumą ir didelį optinį aiškumą. Kaip ir kietojo kūno matricos, susidaro polimerai ir į šlaitą panašios medžiagos. Sužinokite apie kieto C60 SiO2 paruošimo sėkmę, remiantis victoria sol-gel technologija. Yra nedideli optiniai mainai, kurių lygis yra 2-3 mJ/cm2, o plyšimo slenkstis yra didesnis nei 1 J/sv2. Jame taip pat aprašomas optinis tarpinis produktas ant polistireno matricos ir parodoma, kad šiuo atveju optinio tarpinio produkto poveikis yra 5 kartus trumpesnis, o skirtumas mažesnis nei C60. Įvedus fullerenus į lazerinį fosfatinį stiklą, buvo įrodyta, kad C60 ir C70 fullerenai nesudūžta ant stiklų ir atrodo, kad fullerenu legiruoto apvalkalo mechaninis stiprumas yra didesnis nei gryno. Tsіkavim zastosuvannya netiesinis-optinis vibromіnyuvannya є vikoristannya fullerenų intensyvumo keitimas prie lazerių rezonatorių, kad pasmaugtų piko režimą su savaiminiu režimų sinchronizavimu. Didelis terpės su fullerenais netiesiškumo laipsnis gali būti vikoristanas kaip stabilus elementas trivalencijos nanosekundės srities impulsui išspausti. Akivaizdu, kad fullerenų buvimas elektroninėje struktūroje pi-elektroninėse sistemose gali būti padidintas dėl netiesinio jautrumo, o tai suteikia galimybę sukurti efektyvius generatorius trečiojoje optinėje harmonikoje. Nulinių komponentų buvimas netiesinio priėmimo tenzoryje x(3) yra būtinas trečiosios harmonikos generavimo procesui, taip pat praktiniam efektyvumo pergalei, kuris turi tapti dešimtimis šimtų bangų, fazių sinchronizavimo poreikis. Sferinėse struktūrose efektyvus generavimas gali būti praleistas dėl tarpusavyje susijusių skaidulų kvazisinchronizmo. Shari, keršijantis už fullereną, kaltas dėl motinos tovščinos, vienodų nuoseklių tarpusavio santykių ir juos skiriančių sferų, kurių kubinis jautrumas praktiškai nulinis - tovščina, užtikrinanti garso fazę pagrindinių harmonikų n ir m.
Fullerenai kaip naujos užpildymo medžiagos ir nanokonstrukcinės medžiagos.
„Fullerity“ kaip laidininkas iš aptvertos teritorijos, artimos 2 eV, gali būti naudojamas lauko tranzistorių, fotovoltinių priedų ir „Sony“ baterijų kūrimui, ir tokia programa gali būti naudojama. Tačiau vargu ar smarvei įtakos turės svarbiausių įrenginių su pažangia technologija, paremta Si ar GaAs, parametrai. Tai yra daug žadanti - fullereno molekulė kaip paruoštas nanomastelio objektas, skirtas naujais fiziniais principais pagrįstiems nanoelektronikos prietaisams ir prietaisams kurti. Pavyzdžiui, fullereno molekulė gali būti dedama ant pamušalo paviršiaus tam tikra tvarka, naudojant vikoristinio skenavimo tunelinį (STM) arba atominės jėgos (AFM) mikroskopą ir vikoristą kaip informacijos įrašymo būdą. Norint perskaityti informaciją, ją nuskaito pats zondo paviršius. Iš viso 1 bitas informacijos – 0,7 nm skersmens molekulės buvimas arba buvimas, leidžiantis pasiekti rekordinį informacijos įrašymo pajėgumą. Tokius eksperimentus atlieka įmonė „Bell“. Cicavi perspektyviniams ūkiniams pastatams atmintyje ir retųjų žemių elementų, tokių kaip terbis, gadolinis, disprosis, endoedriniams kompleksams, kurie gali turėti didelius magnetinius momentus. Fullerenas, kurio viduryje žinomas toks atomas, atsiranda dėl magnetinio dipolio, kurio orientaciją gali formuoti išorinis magnetinis laukas, galios motina. Qi kompleksai (submonosferinės plokštės pavidalu) gali būti magnetinės laikmenos, kurios įrašymo dažnių juostos plotis yra iki 10 ^ 12 bitų / cm ^ 2 (optiniams diskams 10 ^ 8 bitų paviršiaus įrašymo dažnių juostos plotis) pagrindas. / cm ^ 2 leidžiama pasiekti).
Sukūrėme fizinius tranzistoriaus su viena fullereno molekule analogo sukūrimo principus, kuriuos galima pritaikyti nanoamperų diapazonui. Du taškiniai nanokontaktai yra nuspalvinti maždaug 1–5 nm atstumu, vienas C60 molekulės rutuliukas. Vienas iš elektrodų yra ritė, kitas atlieka drenažo vaidmenį. Trečiasis elektrodas (sitka) yra mažas p'zoelektrinis kristalas ir yra nukreiptas į van der Waals liniją palei molekulės apačią. Įvesties signalas nukreipiamas į p'ezzoelementą (wistry), kuris deformuoja molekulę, yra sukeičiamas tarp elektrodų - ritės ir drenažo, ir moduliuoja intramolekulinio perėjimo laidumą. Molekulinės srovės srauto kanalo skaidrumas priklauso nuo fullereno molekulės metalinės srities funkcijų skalės pokyčio. Paprastas šio tranzistoriaus efekto modelis yra tunelio juosta, kurios aukštis nepriklausomai moduliuojasi per plotį, todėl C60 molekulė vibruoja kaip natūrali tunelio juosta. Tokio elemento perdavimas yra nedidelis, o labai trumpą valandą elektronų praėjimas tunelio režimu yra lygus balistiniam kritimui, kuris yra ir pagrindinis aktyvaus elemento komponentas. Svarstoma integracijos galimybė, tai yra daugiau nei vieno aktyvaus elemento sukūrimas vienoje C60 molekulėje.
