Le fullerène est un groupe de molécules de carbone qui forment généralement une sorte de tube de carbone, ceux-ci sont notamment utilisés pour les nanotechnologies. Dans l'article suivant, nous saurons tout à ce sujet et bien plus encore.
Qu'est-ce que le fullerène et quelles sont ses utilisations ?
Le soi-disant Fullerène, également connu sous le nom de "Buckminsterfullerène", consiste en une série de molécules de carbone vides qui forment une sorte de cage fermée appelée "buckyballs" ou une sorte de cylindre qui sont des nanotubes de carbone.
Les fullerènes sont généralement une classe de molécules de carbone avec un type particulier de construction qui utilise des moyens physiques tels qu'un type de sphère ou de tube. Lesdites molécules peuvent de la même manière avoir des formes telles qu'hexagonales et également pentagonales. Mais qu'est-ce que le fullerène et à quoi sert-il ? Les fullerènes sont une classe d'éléments utiles dans certains types d'applications informatiques, en particulier dans les sciences du bâtiment appelées nanotechnologies.
Histoire du fullerène
Un Fullerène a été trouvé en 1985 par un groupe de personnes nommées Richard Smalley, James Heath, Robert Curl, Sean O'Brien et enfin Harold Kroto à l'Université Rice. Ledit premier fullerène a réussi à être découvert sous le nom de buckminsterfullerène appelé scientifiquement "C60", et son nom rendait hommage à Buckminster Fuller. Robert Curl est la personne qui a remporté le prix Nobel pour la découverte des fullerènes en 1996.
Cependant, la découverte du soi-disant "Bucky-ball" a été menée par des recherches sur une sorte de nouvelle classe de matériaux qui ont été catalogués comme des fullerènes, ou comme le "buckminsterfullerène" qui est celui qui fait référence au plus petit fullerène . Comme nous le savons déjà de certains allotropes du carbone, qui se limitent aux éléments minéraux tels que :
- Diamants
- Graphite
- Nanotubes
- Charbon
- Carbone amorphe
La découverte des soi-disant "bucky-balls" était ce qui a considérablement allongé les allotropes de carbone et est devenue le sujet d'une sorte de recherche passionnée dans le domaine des systèmes microélectromécaniques connus sous son acronyme "MEMS", consistant en :
- Sciences des matériaux
- L'électronique
- nanotechnologie
Les différentes études sont celles qui ont révélé que le type de travail du fullerène est celui qui repose en grande partie sur les différents systèmes théoriques et expérimentaux.
Structure du fullerène
Les fullerènes sont similaires dans leur structure au graphite, qui est composé d'une sorte de feuille d'anneaux liés de manière hexagonale, cependant, ils contiennent des anneaux pentagonaux ou à de nombreuses reprises comme heptagonaux qui empêchent les feuilles d'être plates.
Les fullerènes ont des atomes de carbone hybrides sp2 et sp3. Ces molécules ont une classe d'affinité très élevée pour les électrons et sont celles qui peuvent être réduites de manière réversible pour absorber les électrons.
Malgré le fait que ladite molécule est constituée par les anneaux de carbone qui ont été conjugués, les électrons à cette occasion ne sont pas délocalisés, pour lesquels ces mêmes molécules sont celles qui manquent de la propriété de superomaticité. Les mêmes molécules abritent une classe de résistance à la traction très élevée et sont celles qui retrouvent leur forme d'origine après avoir été soumises à plus de 3 XNUMX pressions atmosphériques.
Ceci en raison des propriétés uniques dudit allotrope de carbone, de sorte qu'ils ont une classe d'applications. En raison de la relativité de la facilité de synthèse, le soi-disant Fullerène C60 Il continue d'être très populaire et de nombreuses recherches ont été menées pour ses applications à un niveau supérieur.
Le fullerène C60 est composé d'environ 60 carbones répartis sur environ 60 sommets qui forment une sorte de structure sphérique. Celui-ci est composé d'environ 12 anneaux hexagonaux généralement adjacents les uns aux autres. Ces cycles sont conjugués avec des doubles liaisons.
La longueur de jonction CC pour les anneaux hexagonaux est généralement d'environ 1,40 A° et d'environ 1,46 A° pour les anneaux pentagonaux, avec une classe de longueur de jonction moyenne égale à 1,44 A°
Types de fullerène
Les fullerènes ont de nombreux types de variations structurelles, et ils ont fait d'excellents progrès en 1985. Ceux que nous allons décrire sont quelques exemples des types de fullerènes qui fonctionnent bien :
Nanotubes ou Fullerènes Cylindriques
Ceux-ci ont une forme creuse, de dimensions extrêmement minimisées. Les nanotubes constitués de carbone sont généralement larges et peuvent être différenciés de quelques nanomètres à plusieurs mm (millimètres) de longueur. Ils ont une extrémité fermée et une extrémité ouverte.
L'industrie électronique est celle qui utilise majoritairement les nanotubes de carbone, un autre domaine est la technologie spatiale afin de pouvoir produire les câbles en carbone à haute résistance qui sont nécessaires aux ascenseurs spatiaux et aux boîtiers des batteries en papier.
Bouquets de buckyballs
C'est le fullerène minimum trouvé dans la nature. Le plus petit membre de celui-ci est le dodécaèdre et le plus commun est le C60 qui est l'icosaèdre semblable à un ballon de football, composé d'environ 20 hexagones et 12 pentagones. Le petit fullerène est d'une grande importance en termes d'occurrence naturelle, et on peut le trouver dans la suie ou même le charbon.
Les Mégatubes
Comme son nom l'indique, il s'agit des Mega, ce qui signifie Large, ils ont des tubes de diamètre beaucoup plus gros que dans le cas des nanotubes. Les parois des mégatubes sont en cours de préparation avec différentes épaisseurs. Ces types de tubes sont fondamentalement utilisés dans le transport d'une variété de molécules de différentes dimensions.
polymères
Celles-ci sont appelées macromolécules qui sont reliées par des liaisons chimiques covalentes. Les polymères dits sont essentiellement constitués de chaînes carbonées. Sous haute pression et à haute température, ils forment généralement des polymères bidimensionnels et également tridimensionnels.
Le Nano – Oignon
Il s'agit d'une forme solide de Buckyball, avec des particules de forme sphérique basées sur plusieurs couches de carbone.
Les dimères "Ball and Chain" United
Ce sont deux boules de buckyballs qui sont maintenues ensemble par une seule chaîne de carbone.
Les anneaux de fullerène
Le dernier type de Fullerène qui reste à décrire sont les anneaux de Fullerène, cependant, il n'y a pas beaucoup d'informations à leur sujet, seulement qu'il est formé par un anneau ou un anneau de buckyballs de fullerènes.
Utilisations du fullerène - Applications
Avec le début de la soi-disant "Nanotechnologie", diverses choses ont été présentées au monde entier. Les soi-disant fullerènes sont ceux qui ont acquis l'attention principale dans le domaine de la nanotechnologie. La grande organisation spatiale appelée NASA, en collaboration avec la célèbre géochimiste Lynn Becker, a réussi à découvrir les fullerènes créés naturellement.
En raison de la chimie unique dans les sciences des matériaux, de grands chercheurs ont pu découvrir les diverses applications des fullerènes, qui doivent inclure les applications médicales, les fibres optiques et supraconducteurs.
antioxydants
Les fullerènes sont d'excellents producteurs d'antioxydants, ce genre de propriété est ce que l'on peut attribuer à un certain nombre de doubles liaisons conjuguées qu'ils possèdent et aussi à une sorte d'affinité électronique très élevée desdites molécules, ceci à cause de l'énergie de l'orbite moléculaire qui est bas et inoccupé. Les fullerènes peuvent réagir avec les radicaux en chaîne bien avant qu'ils ne soient consommés.
Agents antiviraux
Les fullerènes ont toujours attiré l'attention en raison de leur force en tant qu'excellents agents antiviraux. Peut-être que son apparence est beaucoup plus excitante, à cet égard, ce qui peut être dû à sa capacité à éliminer la réplication du virus de l'immunodéficience humaine, populairement connu sous le nom de "VIH", et pour cela, il aide à retarder la présence du syndrome d'immunodéficience acquise connu par son acronyme « SIDA ».
Il a été observé que le dendrofellerène 1 et son dérivé 2, qui est l'isomère trans, sont ceux qui inhibent la classe des protéases du virus VIH et, par conséquent, empêchent la réplication du VIH 1 lui-même.
Livraison de médicaments et livraison de gènes
L'administration de médicaments devient le transport d'un type de composé pharmaceutique vers le site d'action, tandis que l'administration de gènes consiste en l'introduction d'ADN étranger à l'intérieur des cellules afin de pouvoir produire le type d'effet recherché.
Par conséquent, il est d'une grande importance de délivrer ces molécules avec la plus grande sécurité et efficacité. Les fullerènes sont une classe de porteurs inorganiques, ces classes de molécules sont souvent privilégiées car elles ont montré une excellente compatibilité, notamment une plus grande sélectivité, elles conservent ce qui est de l'activité biologique, et elles sont aussi petites que possible pour être étendues. .
Photosensibilisateurs en thérapie photodynamique
La thérapie photodynamique connue sous son acronyme « PDT » consiste en la forme de thérapie qui fait appel à un type de composé sensible à la lumière et non toxique, ceci lorsqu'il est mis en lumière, puis s'il devient toxique. Il est utilisé pour traiter les cellules malignes ou altérées. Les fullerènes sont généralement utilisés pour ces classes de composés.
Dans Lunettes de sécurité
Les fullerènes ont des propriétés optiques limitées. Cela fait référence à leur capacité à réduire la transmission de la lumière qui tombe dessus. Lesdites molécules peuvent donc être utilisées comme une sorte de limiteur optique qui est utilisé dans des lunettes ou des lentilles de protection et de capteur.
Propriétés du fullerène
Nous allons vous présenter quelles sont les principales propriétés du Fullenero sur le plan physique.
Propriétés physiques de fullerène C60
- La densité : C'est 1,65 g cm-3
- La chaleur standard de formation : C'est 9,08 kcal mol-1
- Indice de réfraction: C'est 2,2 (600nm)
- Point d'ébullition: C'est Sublime à 800 K
- Résistivité: Environ 1014 ohms m-1
- Densité de vapeur: N/D
- Forme de cristal : N/D
- Pression de vapeur cubique hexagonale : 5 x 10-6 torr à température ambiante : 8 x 10-4 torrentiel à 800 K
- Propriétés organoleptiques : Il a l'aspect d'un ballon de suie : poudre noire très finement divisée
- Les Fullerites : Une poudre brune/noire
- C60: noir uni
- L'odeur: Toilettes
Les fullerènes dans l'espace
Comme nous l'avons déjà dit, les fullerènes sont généralement formés "enroulés" dans une feuille de graphite et en ajoutant quelques particules de pentagones pour obtenir sa courbure. Si la feuille n'est enroulée que comme une sorte de cylindre, elle doit recouvrir les coins d'hémisphères courbes avec des pentagones. De quoi sera obtenu un nanotube de carbone.
Un autre article qu'il est recommandé d'étudier est le Contributions de Blaise Pascal qui sont souvent utiles pour les procédures de cet élément. Ces types de matériaux sont généralement très différents des matériaux de la classe des fullerènes – du type, en somme, aux Cages Rondes et ont donc des propriétés très différentes.