El Fullerè, és un grup de molècula de carboni que solen formar una classe de tub de carboni, aquests són utilitzats especialment per la nanotecnologia. Al següent article coneixerem tot el referent sobre aquest i molt més.
Què és el Fullerè i quins són els seus usos?
El denominat Fullereno, que és igualment conegut com “Buckminsterfullereno”, consisteix en una sèrie de molècules de carboni vanes que formen una mena de gàbia tancada anomenada “buckyballs” o una classe de cilindre que són uns nanotubs de carboni.
Els Fullerens solen ser una classe de molècula de carboni amb una mena de construcció particular que empren unes maneres físiques com un tipus d'esfera o de tub. Aquestes molècules de la mateixa manera poden tenir unes formes com a hexagonals i també pentagonals. Però, què és i per a què serveix el fullerè? Els fullerens són una classe d'elements útils en certs tipus d'aplicacions informàtiques, especialment en la construcció de les ciències anomenades nanotecnologies.
Història del Fullerè
Un Fullerè va arribar a ser trobat l'any 1985 per un grup de persones anomenades Richard Smalley, James Heath, Robert Curl, Sean O'Brien i finalment Harold Kroto estant a la Universitat de Rice. Aquest primer fullerè va aconseguir ser descobert en nom de buckminsterfullerene científicament anomenat “C60”, i el seu nom feia un homenatge a Buckminster Fuller. Robert Curl va ser la persona que va obtenir el Premi Nobel anomenat “Pel descobriment dels fullerens” l'any 1996.
No obstant això, la troballa de l'anomenada “Bucky-ball” ha estat dirigida per la investigació sobre una espècie de nova classe de materials que han estat catalogats com a fullerens, o com els “buckminsterfullerene” que és el que fa referència al fullerè més petit . Com ja el coneixem de certs al·lòtrops de carboni, que es limiten a elements minerals com:
- diamants
- grafit
- nanotubs
- carbó
- Carboni Amorf
El descobriment dels anomenats “bucky-balls” va ser el que va allargar de manera significativa els al·lòtrops de carboni i s'ha pogut convertir en el tema d'una mena d'apassionada investigació dins del camp dels sistemes microelectromecànics conegut per les sigles “MEMS”, que consisteixen en:
- Les Ciències dels Materials
- L'Electrònica
- La Nanotecnologia
Els diversos estudis són els que han donat a conèixer que el tipus de treball del fullerè és aquell que es fonamenta en una gran mesura en els diversos sistemes tant teòrics com els experimentals.
Estructura del Fullerè
Els fullerens són semblants quant a la seva estructura com el grafit, que es troba compost per una mena de làmina d'anells de forma hexagonal enllaçat, però, aquests contenen anells pentagonals o en moltes ocasions com a heptagonals que els impedeixen a les làmines ser planes.
Els fullerens tenen uns àtoms de carboni híbrids sp2 i sp3. Aquestes molècules tenen una classe d'afinitat molt elevada pels electrons i són els que poden ser reduïdes reversiblement per aconseguir absorbir els electrons.
Tot i que aquesta molècula es troba elaborada pels anells de carbonis que han estat conjugats, els electrons en aquesta ocasió no es troben deslocalitzats, per la qual cosa aquestes mateixes molècules són les que estan mancada de la propietat de la superomaticitat. Les mateixes molècules tenen una classe de resistència a la tracció molt elevada i són les que recobren la seva original forma després de ser sotmeses a més d'unes 3 mil pressions atmosfèriques.
Això a causa de les úniques propietats del dit al·lòtrop de carboni, per la qual cosa posseeixen una classe d'aplicacions. Per causa de la relativitat a la facilitat de la síntesi, el denominat Fullerè C60 continua molt popular i s'han pogut fer una gran quantitat d'investigacions per a les aplicacions del mateix a nivell més elevat.
El fullerè C60 està conformat per uns 60 carbonis en uns 60 vèrtexs que són les que formen una classe d'estructura esfèrica. Aquest es compon d´uns 12 anells que són hexagonals que solen ser adjacents entre ells mateixos. Aquests anells estan sent conjugats amb uns dobles enllaços.
La longitud de la unió CC per al cas dels anells hexagonals sol ser d'uns 1,40 A° i d'uns 1,46 A° per al cas dels anells pentagonals, amb una classe de longitud d'unió mitjana que és igual a els 1,44 A°
Tipus de Fullerè
Els fullerens tenen moltes classes de variacions estructurals, i que han arribat a progressar excel·lentment l'any 1985. Aquests que descriurem són uns exemples dels tipus de Fullerens que funcionen de bona manera:
Els Nanotubs o Fullerens Cilíndrics
Aquests tenen una forma buida, d'unes dimensions que estan extremadament minimitzades. Els nanotubs que es troben fets de carboni en general són amples i són els que poden diferenciar-se des d'uns quants nanòmetres fins a molts mm (mil·límetres) de longitud. Porten un extrem tancat i un altre obert.
La indústria de l'electrònica és la que principalment utilitza els nanotubs de carboni, una altra àrea és la tecnologia espacial per poder produir els cables de carboni d'una resistència elevada els quals són necessaris per als elevadors espacials i per als casos de les bateries de paper.
Els Raïms de Buckyballs
Aquest es tracta del fullerè mínim que es localitza a la natura. El membre més petit és el dodecaedre i el més comú consisteix en el C60 que és l'icosàedre que és semblant a una pilota de futbol, compost per uns 20 hexàgons i per 12 pentàgons. El fullerè petit posseeix una gran importància quant als termes d'ocurrència natural, i el mateix pot ser trobat al sutge o fins i tot en el carbó.
Els Megatubos
Com ho arriba a indicar el seu nom, aquest es tracta del Mega que té com a significat Gran, aquests posseeixen tubs que són d'un diàmetre molt més gran que en el cas dels nanotubs. Les parets dels megatubs es troben sent preparats amb els diferents gruixos. Aquestes classes de tubs són usats fonamentalment en el transport duna diversitat de molècules de diferents dimensions.
Els Polímers
Aquests són denominats com a macromolècules que es troben sent connectades pels enllaços químics covalents. Els anomenats Polímers es troben elaborats essencialment per les cadenes de carboni. Sota una pressió elevada ia unes temperatures elevades que solen formar els polímers bidimensionals i també els tridimensionals.
El Nano – Ceba
Est consisteix en una forma de Buckyball sòlida, amb unes partícules que té forma esfèrica les quals es troben basades en les múltiples capes de carboni.
Els Dímers de “Bola i Cadena” Units
Aquestes són dues boles de buckyballs que es troben sent unides per una sola cadena de carboni.
Els Anells de Fullerè
L'últim tipus de Fullereno que ens queda per descriure són els Anells de Fullereno, no obstant això, d'aquests no hi ha molta informació, només que es troba format per un cèrcol o anell de fullerens buckyballs.
Usos del Fullerè – Aplicacions
Amb l'inici de l'anomenada Nanotecnologia diverses coses s'han presentat a tothom. Els anomenats Fullerenos són els que van adquirir el focus principal en el camp de la nanotecnologia. La gran organització espacial anomenada La NASA, en col·laboració amb el reconegut geoquímic Lynn Becker van aconseguir descobrir els fullerens que es creen de forma natural.
A causa de l'única química a les ciències dels materials, els grans investigadors han pogut descobrir les diverses aplicacions dels fullerens, que han d'incloure les aplicacions mèdiques, les fibres òptiques i els Superconductors.
antioxidants
Els fullerens són excel·lents productors d'antioxidants, aquesta classe de propietat és la que pot arribar a atribuir-se a una quantitat de dobles enllaços conjugats que tenen i també a una mena d'afinitat a l'electrònica molt elevada d'aquestes molècules això a causa de l'energia de l'òrbita molecular que és baixa i desocupada. Els fullerens poden arribar a reaccionar amb una cadena de radicals molt abans d'arribar a ser consumits.
Agents Antivirals
Els fullerens sempre han cridat l'atenció a causa de la força que tenen com a excel·lents agents antivirals. Potser el seu aspecte és molt més emocionant, pel que fa a això el que pot ser degut a la seva capacitat per poder eliminar la replicació dels virus de la Immunodeficiència Humana, conegut popularment com el “VIH”, i per això, ajuda a retardar la presència de la Síndrome de la Immunodeficiència Adquirida coneguda per les sigles “SIDA”.
S'ha pogut observar que el dendrofellerè 1 i el seu derivat el 2, que es tracta de l'isòmer trans, són els que inhibeixen la classe de proteasa del virus VIH i, per tant, preveu el que és la replicació del mateix VIH 1.
Lliurament de Medicaments i Lliurament de Gens
L'administració dels medicaments arriba a ser el transport d'un tipus de compost farmacèutic al lloc d'acció, mentre que l'administració dels gens consisteix en la introducció de l'ADN estrany a l'interior de les cèl·lules per poder produir el tipus defecte desitjat.
Per això, és de gran importància fer entrega aquestes molècules amb molta seguretat i eficiència. Els fullerens són un tipus de portadors inorgànics, aquestes classes de molècules solen ser les favorites pel fet que han demostrat una excel·lent compatibilitat, incloent-hi una major selectivitat, aquests retenen el que és l'activitat biològica, i són el més petites possibles per aconseguir ser esteses .
Fotosensibilitzadors a Teràpia Fotodinàmica
La teràpia fotodinàmica coneguda per les sigles “PDT” consisteix en la forma de teràpia que fa ús d'un tipus de compost que és sensible a la llum i que no és tòxic, aquest quan és col·locat a la llum, aleshores si es posa tòxic. El mateix és usat per poder tractar les cèl·lules malignes o alterades. Els fullerens són usats generalment per a aquestes classes de compostos.
A Ulleres de Protecció
Els fullerens tenen unes propietats òptiques limitades. Això fa referència a la capacitat que tenen d'escassejar la transmitància de la llum que se li incideix. Aquestes molècules poden, per tant, ser usades com una classe de limitador òptic que és utilitzat en les ulleres o lents de protecció i de sensors.
Propietats del Fullerè
Presentarem quines són les principals propietats del Fullenero a nivell físic.
Propietats Físiques del Fullerè C60
- La Densitat: És de 1,65 g cm-3
- El Calor Estàndard de Formació: És de 9,08 k cal mol-1
- Índex de refracció: És de 2,2 (600 nm)
- Punt d'ebullició: És Sublims als 800 K
- La Resistivitat: D'uns 1014 ohms m-1
- Densitat del Vapor: N / A
- Forma del Cristall: N / A
- Pressió de Vapor Cúbica Hexagonal: 5 x 10-6 torr a temperatura ambient: 8 x 10-4 torrencials a 800 K
- Les Propietats Organolèptiques: Posseeix l'aspecte Hollín de baló: Pols negre molt finament dividit
- Les Fullerita: Una Pols marró/negre
- C60: Sòlid negre
- L'Olor: inodor
Fullerens a l'Espai
Com ja ho hem dit, els fullerens solen arribar a formar-se “Enrotllats” en una làmina de grafit i afegint unes partícules de pentàgons per aconseguir fer-ne la corbatura. Si la làmina és únicament enrotllada com una classe de cilindre, aleshores deuen cobrir les cantonades amb uns hemisferis corbs amb els pentàgons. Això s'obtindrà un nanotub de carboni.
Un altre article que és recomanat estudiar són les Aportacions de Blaise Pascal quines són moltes vegades útils per als procediments d'aquest element. Aquests tipus de materials solen ser molt diferents dels materials de la classe fullerene – tipus, en poques paraules a les Gàbies Rodones i per això posseeixen unes propietats molt diferents.