Fulleren er en gruppe kulstofmolekyler, der normalt danner en slags kulstofrør, disse bruges især til nanoteknologi. I den følgende artikel vil vi vide alt om dette og meget mere.
Hvad er Fulleren, og hvad er dets anvendelser?
Den såkaldte Fulleren, som også er kendt som "Buckminsterfulleren", består af en række tomme kulstofmolekyler, der danner en slags lukket bur kaldet "buckyballs" eller en slags cylinder, der er kulstofnanorør.
Fullerener er normalt en klasse af kulstofmolekyler med en bestemt slags konstruktion, der anvender fysiske måder, såsom en type kugle eller rør. Nævnte molekyler kan på samme måde have former som hexagonale og også femkantede. Men hvad er fulleren, og hvad er det til? Fullerener er en klasse af elementer, der er nyttige i visse typer computerapplikationer, især i bygningsvidenskaberne kaldet nanoteknologier.
Fullerens historie
En Fulleren blev fundet i 1985 af en gruppe mennesker ved navn Richard Smalley, James Heath, Robert Curl, Sean O'Brien og endelig Harold Kroto, mens de var på Rice University. Det lykkedes for den første fulleren at blive opdaget i navnet buckminsterfulleren, videnskabeligt kaldet "C60", og dens navn hyldede Buckminster Fuller. Robert Curl var den person, der vandt Nobelprisen for opdagelsen af fullerener i 1996.
Opdagelsen af den såkaldte "Bucky-ball" er imidlertid blevet ledet af forskning i en slags ny klasse af materialer, der er blevet katalogiseret som fullerener, eller som "buckminsterfulleren", som er den, der refererer til den mindste fulleren. . Som vi allerede ved fra visse allotroper af kulstof, som er begrænset til mineralske elementer som:
- diamanter
- Grafit
- Nanorør
- kul
- Amorft kulstof
Opdagelsen af de såkaldte "bucky-balls" var det, der markant forlængede carbon-allotroperne og er blevet genstand for en slags passioneret forskning inden for området for mikroelektromekaniske systemer kendt under dets akronym "MEMS", bestående af:
- Materialevidenskab
- Det elektroniske
- nanoteknologi
De forskellige undersøgelser er dem, der har afsløret, at typen af fulderens arbejde er en, der i vid udstrækning er baseret på de forskellige teoretiske og eksperimentelle systemer.
Fulleren struktur
Fullerener ligner i deres struktur grafit, som er sammensat af en slags plade af sekskantet forbundne ringe, dog indeholder de femkantede ringe eller ved mange lejligheder som sekskantede, der forhindrer pladerne i at være flade.
Fullerener har sp2 og sp3 hybride carbonatomer. Disse molekyler har en meget høj affinitetsklasse for elektroner og er dem, der kan reduceres reversibelt for at absorbere elektroner.
På trods af det faktum, at nævnte molekyle er lavet af carbonringe, der er blevet konjugeret, er elektronerne ved denne lejlighed ikke delokaliserede, for hvilke de samme molekyler er dem, der mangler egenskaben superomaticitet. De samme molekyler har en klasse med meget høj trækstyrke og er dem, der genvinder deres oprindelige form efter at være blevet udsat for mere end 3 atmosfæriske tryk.
Dette på grund af de unikke egenskaber af nævnte allotrope af kulstof, så de har en klasse af applikationer. På grund af relativitet til let syntese, den såkaldte Fulleren C60 Det er fortsat meget populært, og der er udført en del forskning for dets applikationer på et højere niveau.
Fulleren C60 består af omkring 60 kulstofatomer i omkring 60 hjørner, der er dem, der danner en slags sfærisk struktur. Dette består af omkring 12 ringe, der er sekskantede, som normalt støder op til hinanden. Disse ringe bliver konjugeret med dobbeltbindinger.
CC-krydsningslængden for sekskantede ringe er typisk omkring 1,40 A° og omkring 1,46 A° for femkantede ringe, med en gennemsnitlig forbindelseslængdeklasse lig med 1,44 A°
Typer af Fulleren
Fullerener har mange slags strukturelle variationer, og de har gjort fremragende fremskridt i 1985. Disse, som vi skal beskrive, er nogle eksempler på de typer af Fullerener, der fungerer godt:
Nanorør eller cylindriske fullerener
Disse har en hul form, af dimensioner, der er ekstremt minimeret. Nanorør, der viser sig at være lavet af kulstof, er generelt brede og kan differentieres fra nogle få nanometer til mange mm (millimeter) i længden. De har den ene ende lukket og den anden åben.
Elektronikindustrien er den, der hovedsageligt anvender carbon nanorør, et andet område er rumteknologi for at kunne producere de højmodstands carbonkabler, som er nødvendige til rumelevatorer og til rumfartøjer papirbatterier.
Bunker af Buckyballs
Dette er det minimum af fulleren, der findes i naturen. Det mindste medlem af dette er dodecahedron og det mest almindelige består af C60, som er icosahedron, der ligner en fodbold, sammensat af omkring 20 sekskanter og 12 femkanter. Den lille fulleren har stor betydning med hensyn til naturlig forekomst, og den kan findes i sod eller endda kul.
Megarørene
Som navnet indikerer, er dette Mega, hvilket betyder Large, de har rør, der er meget større i diameter end i tilfældet med nanorør. Væggene i megarørene forberedes med forskellige tykkelser. Nævnte slags rør er grundlæggende brugt til transport af en række forskellige molekyler af forskellige dimensioner.
polymerer
Disse kaldes makromolekyler, der er forbundet med kovalente kemiske bindinger. De såkaldte polymerer er i det væsentlige lavet af kulstofkæder. Under højt tryk og ved høje temperaturer danner de sædvanligvis todimensionelle polymerer og også tredimensionelle.
Nano – Løg
Denne består af en solid buckyball-form med kugleformede partikler, som er baseret på flere lag kulstof.
"Ball and Chain" Dimers United
Disse er to kugler af buckyballs, der holdes sammen af en enkelt kulstofkæde.
Fulleren-ringene
Den sidste type Fulleren, der mangler at blive beskrevet, er Fullerenringene, dog er der ikke meget information om disse, kun at den er dannet af en ring eller ring af fullerens buckyballs.
Anvendelser af Fulleren – Anvendelser
Med begyndelsen af den såkaldte "Nanoteknologi" er forskellige ting blevet præsenteret for hele verden. De såkaldte Fullerener er dem, der fik hovedfokus inden for nanoteknologi. Den store rumorganisation kaldet NASA formåede i samarbejde med den anerkendte geokemiker Lynn Becker at opdage de fullerener, der skabes naturligt.
På grund af den unikke kemi inden for materialevidenskaben har store forskere været i stand til at opdage de forskellige anvendelser af fullerener, som skal omfatte medicinske anvendelser, optiske fibre og superledere.
antioxidanter
Fullerener er fremragende producenter af antioxidanter, denne form for egenskab er, hvad der kan tilskrives en række konjugerede dobbeltbindinger, som de har, og også til en slags meget høj elektronisk affinitet af nævnte molekyler, dette på grund af energien i den molekylære bane, som er lavt og ubesat. Fullerener kan reagere med kæderadikaler længe før de indtages.
Antivirale midler
Fullerener har altid tiltrukket sig opmærksomhed på grund af deres styrke som fremragende antivirale midler. Måske er dets udseende meget mere spændende i denne henseende, hvilket kan skyldes dets evne til at eliminere replikationen af Human Immunodeficiency Virus, populært kendt som "HIV", og for dette hjælper det med at forsinke tilstedeværelsen af erhvervet immundefektsyndrom kendt med dets akronym "AIDS".
Det er blevet observeret, at dendrofelleren 1 og dets derivat 2, som er trans-isomeren, er dem, der hæmmer proteaseklassen af HIV-virus og derfor forhindrer replikationen af HIV 1 i sig selv.
Lægemiddellevering og genlevering
Indgivelsen af lægemidler bliver transporten af en type lægemiddelforbindelse til virkningsstedet, mens indgivelsen af gener består af indføring af fremmed DNA inde i cellerne for at kunne frembringe lægemidlet ønskede type effekt.
Derfor er det af stor betydning at levere disse molekyler med den største sikkerhed og effektivitet. Fullerener er en klasse af uorganiske bærere, disse klasser af molekyler foretrækkes ofte, fordi de har udvist fremragende kompatibilitet, herunder højere selektivitet, de bevarer det, der er biologisk aktivitet, og de er så små som muligt for at blive udvidet.
Fotosensibilisatorer i fotodynamisk terapi
Fotodynamisk terapi kendt under dets akronym "PDT" består af den form for terapi, der gør brug af en type forbindelse, der er følsom over for lys, og som ikke er giftig, dette når den placeres i lys, så hvis den bliver giftig. Det bruges til at behandle maligne eller ændrede celler. Fullerener anvendes generelt til disse klasser af forbindelser.
I sikkerhedsbriller
Fullerener har begrænsede optiske egenskaber. Dette refererer til deres evne til at reducere transmittansen af det lys, der falder på den. Disse molekyler kan derfor bruges som en slags optisk begrænser, der bruges i beskyttelsesbriller eller beskyttelses- og sensorlinser.
Fulleren Egenskaber
Vi vil præsentere, hvad der er de vigtigste egenskaber ved Fullenero på et fysisk plan.
Fysiske egenskaber af Fulleren C60
- Tætheden: Den er 1,65 g cm-3
- Standard dannelsens varme: Det er 9,08 kcal mol-1
- Brydningsindeks: Den er 2,2 (600nm)
- Kogepunkt: Den er sublim ved 800 K
- Resistivitet: Omkring 1014 ohm m-1
- Dampdensitet: N / A
- Krystal form: N / A
- Sekskantet kubisk damptryk: 5 x 10-6 torr ved stuetemperatur: 8 x 10-4 voldsomme ved 800 K
- Organoleptiske egenskaber: Det ser ud som ballonsod: meget findelt sort krudt
- Fulleritterne: Et brunt/sort pudder
- C60: solid sort
- Lugten: Toilet
Fullerener i rummet
Som vi allerede har sagt, dannes fullerener normalt "oprullet" i et ark grafit og tilføjer nogle partikler af femkanter for at opnå dets krumning. Hvis arket kun er rullet op som en slags cylinder, så skal de dække hjørnerne med buede halvkugler med femkanter. Hvad vil blive opnået et kulstof nanorør.
En anden artikel, der anbefales at studere, er Bidrag af Blaise Pascal som ofte er nyttige til procedurerne for dette element. Disse typer materialer er som regel meget forskellige fra materialerne i fulleren-klassen – kort sagt til de runde bure og har derfor meget forskellige egenskaber.