ફુલેરીન: તે શું છે?, ઉપયોગો, ગુણધર્મો અને વધુ

ફુલેરીન એ કાર્બન પરમાણુઓનો સમૂહ છે જે સામાન્ય રીતે એક પ્રકારની કાર્બન ટ્યુબ બનાવે છે, આનો ઉપયોગ ખાસ કરીને નેનો ટેકનોલોજી માટે થાય છે. હવે પછીના લેખમાં આપણે આ વિશે અને ઘણું બધું જાણીશું.

ફુલેરીન શું છે અને તેના ઉપયોગો શું છે?

કહેવાતા ફુલેરીન, જેને "બકમિન્સ્ટરફુલ્લેરીન" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં ખાલી કાર્બન પરમાણુઓની શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે જે "બકીબોલ્સ" તરીકે ઓળખાતા બંધ પાંજરા અથવા એક પ્રકારનો સિલિન્ડર બનાવે છે જે કાર્બન નેનોટ્યુબ છે.

ફુલેરેન્સ સામાન્ય રીતે કાર્બન પરમાણુનો એક વર્ગ છે જેમાં ચોક્કસ પ્રકારનું બાંધકામ હોય છે જે ભૌતિક રીતો જેમ કે ગોળા અથવા ટ્યુબના પ્રકારનો ઉપયોગ કરે છે. એ જ રીતે કહ્યું અણુઓ ષટકોણ અને પંચકોણીય જેવા આકાર ધરાવી શકે છે. જો કે, ફુલેરીન શું છે અને તે શું છે? ફુલેરેન્સ એ ચોક્કસ પ્રકારના કમ્પ્યુટિંગ એપ્લીકેશનમાં ઉપયોગી તત્વોનો એક વર્ગ છે, ખાસ કરીને નેનો ટેક્નોલોજી નામના બિલ્ડિંગ સાયન્સમાં.

ફુલેરીન ઇતિહાસ

1985માં રાઇસ યુનિવર્સિટીમાં રિચાર્ડ સ્મેલી, જેમ્સ હીથ, રોબર્ટ કર્લ, સીન ઓ'બ્રાયન અને છેલ્લે હેરોલ્ડ ક્રોટો નામના લોકોના જૂથ દ્વારા ફુલેરીન મળી આવી હતી. સૌપ્રથમ ફુલેરીન બકમિન્સ્ટરફુલેરીનના નામથી શોધવામાં સફળ થયું જે વૈજ્ઞાનિક રીતે "C60" કહેવાય છે અને તેનું નામ બકમિન્સ્ટર ફુલરને શ્રદ્ધાંજલિ આપે છે. રોબર્ટ કર્લ એ વ્યક્તિ હતા જેમણે 1996 માં ફુલેરેન્સની શોધ માટે નોબેલ પુરસ્કાર જીત્યો હતો.

જો કે, કહેવાતા "બકી-બોલ" ની શોધ એક પ્રકારની સામગ્રીના નવા વર્ગ પરના સંશોધન દ્વારા કરવામાં આવી છે જેને ફુલરેન તરીકે સૂચિબદ્ધ કરવામાં આવી છે, અથવા "બકમિન્સ્ટરફુલ્લેરીન" કે જે સૌથી નાની ફુલેરીનનો સંદર્ભ આપે છે. . જેમ કે આપણે પહેલેથી જ કાર્બનના અમુક એલોટ્રોપથી જાણીએ છીએ, જે ખનિજ તત્વો સુધી મર્યાદિત છે જેમ કે:

• હીરા
• ગ્રેફાઇટ
• નેનોટ્યુબ્સ
• કોલસો
• આકારહીન કાર્બન

કહેવાતા "બકી-બોલ્સ" ની શોધ એ નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તરેલ કાર્બન એલોટ્રોપ હતી અને તે તેના ટૂંકાક્ષર "MEMS" દ્વારા જાણીતી માઇક્રોઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ સિસ્ટમ્સના ક્ષેત્રમાં એક પ્રકારના ઉત્કટ સંશોધનનો વિષય બની ગયો છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

• સામગ્રી વિજ્ઞાન
• ઇલેક્ટ્રોનિક
• નેનો ટેકનોલોજી

વિવિધ અભ્યાસો દર્શાવે છે કે ફુલરેનનું કાર્ય એક પ્રકારનું છે જે મોટાભાગે વિવિધ સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક પ્રણાલીઓ પર આધારિત છે.

ફુલેરીન સ્ટ્રક્ચર

ફુલરેન્સ તેમની રચનામાં ગ્રેફાઇટ જેવી જ હોય ​​છે, જે ષટકોણીય રીતે જોડાયેલ રિંગ્સની એક પ્રકારની શીટથી બનેલી હોય છે, જો કે, તેમાં પંચકોણીય રિંગ્સ હોય છે અથવા ઘણી વખત હેપ્ટાગોનલ હોય છે જે શીટને સપાટ થતા અટકાવે છે.

ફુલરેન્સમાં sp2 અને sp3 હાઇબ્રિડ કાર્બન અણુઓ હોય છે. આ પરમાણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોન માટે ખૂબ જ ઉચ્ચ આકર્ષણ વર્ગ હોય છે અને તે એવા છે જે ઇલેક્ટ્રોનને શોષવા માટે ઉલટાવી શકાય તેવું ઘટાડી શકાય છે.

એ હકીકત હોવા છતાં કે પરમાણુ કાર્બન રિંગ્સ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે જે સંયોજિત કરવામાં આવ્યા છે, આ પ્રસંગે ઇલેક્ટ્રોન ડિલોકલાઈઝ્ડ નથી, જેના માટે આ સમાન પરમાણુઓ એવા છે કે જેમાં સુપરઓમેટિકિટીની મિલકતનો અભાવ છે. સમાન અણુઓ ખૂબ જ ઊંચી તાણ શક્તિ ધરાવતા વર્ગને આશ્રય આપે છે અને તે એવા છે જે 3 થી વધુ વાતાવરણીય દબાણને આધિન થયા પછી તેમનો મૂળ આકાર પાછો મેળવે છે.

આ કાર્બનના કથિત એલોટ્રોપના અનન્ય ગુણધર્મોને કારણે છે, તેથી તેમની પાસે એપ્લિકેશનનો વર્ગ છે. સંશ્લેષણની સરળતા માટે સાપેક્ષતાને કારણે, કહેવાતા ફુલેરીન C60 તે ખૂબ જ લોકપ્રિય થવાનું ચાલુ રાખે છે અને ઉચ્ચ સ્તરે તેની એપ્લિકેશનો માટે મોટા પ્રમાણમાં સંશોધન હાથ ધરવામાં આવ્યું છે.

ફુલેરીન C60 લગભગ 60 શિરોબિંદુઓમાં લગભગ 60 કાર્બનથી બનેલું છે જે એક પ્રકારનું ગોળાકાર માળખું બનાવે છે. આ લગભગ 12 રિંગ્સથી બનેલું છે જે ષટ્કોણ છે જે સામાન્ય રીતે એકબીજાને અડીને હોય છે. સેઇડ રિંગ્સ ડબલ બોન્ડ સાથે જોડાઈ રહી છે.

હેક્સાગોનલ રિંગ્સ માટે CC જંકશન લંબાઈ સામાન્ય રીતે લગભગ 1,40 A° અને પંચકોણીય રિંગ્સ માટે લગભગ 1,46 A° હોય છે, જેમાં સરેરાશ જંકશન લંબાઈ 1,44 A° જેટલી હોય છે.

ફુલેરીનના પ્રકાર

ફુલરેન્સમાં ઘણા પ્રકારના માળખાકીય ભિન્નતા હોય છે, અને તેઓએ 1985માં ઉત્કૃષ્ટ પ્રગતિ કરી છે. અમે જેનું વર્ણન કરવા જઈ રહ્યા છીએ તે ફુલરેન્સના પ્રકારોના કેટલાક ઉદાહરણો છે જે સારી રીતે કાર્ય કરે છે:

નેનોટ્યુબ અથવા નળાકાર ફુલેરેન્સ

આ એક હોલો આકાર ધરાવે છે, પરિમાણોનો જે અત્યંત ન્યૂનતમ છે. કાર્બનમાંથી બનેલા નેનોટ્યુબ સામાન્ય રીતે પહોળા હોય છે અને લંબાઈમાં થોડા નેનોમીટરથી ઘણા mm (મિલિમીટર) સુધી અલગ કરી શકાય છે. તેમની પાસે એક બંધ છેડો અને એક ખુલ્લો છેડો છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગ એ એક એવો છે કે જે મુખ્યત્વે કાર્બન નેનોટ્યુબનો ઉપયોગ કરે છે, અન્ય ક્ષેત્ર એ અવકાશ તકનીક છે જે ઉચ્ચ પ્રતિકારક કાર્બન કેબલનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ છે જે અવકાશ એલિવેટર્સ અને અવકાશયાનના કેસ માટે જરૂરી છે. કાગળની બેટરીઓ.

Buckyballs ના જુમખું

આ કુદરતમાં જોવા મળતી ન્યૂનતમ ફુલેરીન છે. આનો સૌથી નાનો સભ્ય ડોડેકેહેડ્રોન છે અને સૌથી સામાન્યમાં C60નો સમાવેશ થાય છે જે આઇકોસેહેડ્રોન છે જે સોકર બોલ જેવું જ છે, જે લગભગ 20 ષટ્કોણ અને 12 પંચકોણથી બનેલું છે. નાની ફુલેરીન કુદરતી ઘટનાની દ્રષ્ટિએ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે, અને તે સૂટ અથવા કોલસામાં પણ મળી શકે છે.

મેગાટ્યુબ્સ

તેનું નામ સૂચવે છે તેમ, આ મેગા છે, જેનો અર્થ થાય છે લાર્જ, તેમની પાસે નેનોટ્યુબની તુલનામાં વ્યાસમાં ઘણી મોટી નળીઓ છે. મેગાટ્યુબની દિવાલો વિવિધ જાડાઈ સાથે તૈયાર કરવામાં આવી રહી છે. કહેવાતા પ્રકારની ટ્યુબનો ઉપયોગ મૂળભૂત રીતે વિવિધ પરિમાણોના વિવિધ પરમાણુઓના પરિવહનમાં થાય છે.

પોલિમર

આને મેક્રોમોલેક્યુલ્સ કહેવામાં આવે છે જે સહસંયોજક રાસાયણિક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. કહેવાતા પોલિમર અનિવાર્યપણે કાર્બન સાંકળો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ અને ઊંચા તાપમાને તેઓ સામાન્ય રીતે દ્વિ-પરિમાણીય પોલિમર અને ત્રિ-પરિમાણીય પણ બનાવે છે.

નેનો - ડુંગળી

આમાં ઘન બકીબોલ આકારનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં ગોળાકાર આકારના કણો હોય છે જે કાર્બનના બહુવિધ સ્તરો પર આધારિત હોય છે.

"બોલ અને સાંકળ" ડાયમર્સ યુનાઇટેડ

આ બકીબોલના બે બોલ છે જે એક જ કાર્બન સાંકળ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે.

ફુલેરીન રિંગ્સ

ફુલરેનનો છેલ્લો પ્રકાર કે જેનું વર્ણન કરવાનું બાકી છે તે ફુલરેન રિંગ્સ છે, જો કે, આ વિશે વધુ માહિતી નથી, માત્ર એટલું જ કે તે ફુલેરેન્સ બકીબોલ્સની રિંગ અથવા રિંગ દ્વારા રચાય છે.

ફુલેરીનનો ઉપયોગ - એપ્લિકેશન

કહેવાતી "નેનો ટેક્નોલોજી"ની શરૂઆત સાથે વિવિધ વસ્તુઓ સમગ્ર વિશ્વ સમક્ષ રજૂ કરવામાં આવી છે. કહેવાતા ફુલેરેન્સ એ જ છે જેણે નેનો ટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં મુખ્ય ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. NASA નામની મહાન અવકાશ સંસ્થા, પ્રખ્યાત ભૂ-રસાયણશાસ્ત્રી લિન બેકર સાથે મળીને, કુદરતી રીતે બનાવેલ ફુલરેન શોધવામાં સફળ રહી.

ભૌતિક વિજ્ઞાનમાં અનન્ય રસાયણશાસ્ત્રને કારણે, મહાન સંશોધકો ફુલરેન્સની વિવિધ એપ્લિકેશનો શોધવામાં સક્ષમ થયા છે, જેમાં તબીબી એપ્લિકેશન, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર અને સુપરકન્ડક્ટર.

એન્ટીoxકિસડન્ટો

ફુલેરેન્સ એન્ટીઑકિસડન્ટોના ઉત્કૃષ્ટ ઉત્પાદકો છે, આ પ્રકારની મિલકત તે છે જે તેમની પાસે રહેલા અસંખ્ય સંયોજિત ડબલ બોન્ડને આભારી હોઈ શકે છે અને તે અણુઓની ખૂબ જ ઊંચી ઈલેક્ટ્રોનિક જોડાણને પણ આભારી છે, આ પરમાણુ ભ્રમણકક્ષાની ઊર્જાને કારણે છે. નીચું અને અવ્યવસ્થિત છે. ફુલેરેન્સનું સેવન કરવામાં આવે તે પહેલા ચેઇન રેડિકલ સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે.

એન્ટિવાયરલ એજન્ટો

ફુલેરેન્સ હંમેશા ઉત્કૃષ્ટ એન્ટિવાયરલ એજન્ટ તરીકે તેમની શક્તિને કારણે ધ્યાન આકર્ષિત કરે છે. કદાચ તેનો દેખાવ વધુ રોમાંચક છે, આ સંદર્ભમાં, જે હ્યુમન ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી વાયરસની પ્રતિકૃતિને દૂર કરવાની તેની ક્ષમતાને કારણે હોઈ શકે છે, જે "એચઆઈવી" તરીકે પ્રખ્યાત છે, અને આ માટે, તે જાણીતા ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી સિન્ડ્રોમની હાજરીમાં વિલંબ કરવામાં મદદ કરે છે. તેના ટૂંકાક્ષર દ્વારા "AIDS".

એવું જોવામાં આવ્યું છે કે ડેન્ડ્રોફેલેરીન 1 અને તેનું ડેરિવેટિવ 2, જે ટ્રાન્સ આઇસોમર છે, તે એવા છે જે એચઆઇવી વાયરસના પ્રોટીઝ વર્ગને અટકાવે છે અને તેથી, એચઆઇવી 1 ની પ્રતિકૃતિને અટકાવે છે.

ડ્રગ ડિલિવરી અને જીન ડિલિવરી

દવાઓનું વહીવટ એ એક પ્રકારના ફાર્માસ્યુટિકલ સંયોજનને ક્રિયાના સ્થળે પરિવહન કરે છે, જ્યારે જનીનોના વહીવટમાં દવા ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ થવા માટે કોષોની અંદર વિદેશી ડીએનએનો સમાવેશ થાય છે. ઇચ્છિત પ્રકારની અસર.

તેથી, આ અણુઓને અત્યંત સલામતી અને કાર્યક્ષમતા સાથે પહોંચાડવાનું ખૂબ જ મહત્ત્વનું છે. ફુલરેન્સ એ અકાર્બનિક વાહકોનો વર્ગ છે, અણુઓના આ વર્ગો ઘણીવાર તરફેણમાં હોય છે કારણ કે તેઓએ ઉચ્ચ પસંદગી સહિત ઉત્તમ સુસંગતતા દર્શાવી છે, તેઓ જૈવિક પ્રવૃત્તિને જાળવી રાખે છે, અને તેઓ વિસ્તારવા માટે શક્ય તેટલા નાના છે.

ફોટોડાયનેમિક થેરાપીમાં ફોટોસેન્સિટાઇઝર્સ

ફોટોડાયનેમિક થેરાપી તેના ટૂંકાક્ષર "PDT" દ્વારા ઓળખાય છે તેમાં ઉપચારના સ્વરૂપનો સમાવેશ થાય છે જે એક પ્રકારના સંયોજનનો ઉપયોગ કરે છે જે પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે અને તે ઝેરી નથી, આ જ્યારે તેને પ્રકાશમાં મૂકવામાં આવે છે, પછી જો તે ઝેરી બની જાય છે. તેનો ઉપયોગ જીવલેણ અથવા બદલાયેલ કોષોની સારવાર માટે થાય છે. ફુલરેન્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સંયોજનોના આ વર્ગો માટે થાય છે.

સલામતી ચશ્મામાં

ફુલેરેન્સ મર્યાદિત ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો ધરાવે છે. આ તેના પર પડતા પ્રકાશના પ્રસારણને ઘટાડવાની તેમની ક્ષમતાને દર્શાવે છે. તેથી, સેઇડ મોલેક્યુલ્સનો ઉપયોગ એક પ્રકારના ઓપ્ટિકલ લિમિટર તરીકે થઈ શકે છે જેનો ઉપયોગ ગોગલ્સ અથવા રક્ષણાત્મક અને સેન્સર લેન્સમાં થાય છે.

ફુલેરીન પ્રોપર્ટીઝ

અમે ભૌતિક સ્તરે ફુલનેરોના મુખ્ય ગુણધર્મો શું છે તે રજૂ કરવા જઈ રહ્યા છીએ.

ની ભૌતિક ગુણધર્મો ફુલેરીન C60

• ઘનતા: તે 1,65 ગ્રામ સેમી-3 છે

• રચનાની પ્રમાણભૂત ગરમી: તે 9,08 kcal mol-1 છે

• રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ: તે 2,2 (600nm) છે

• ઉત્કલન બિંદુ: તે 800 K પર સબલાઈમ છે

• પ્રતિરોધકતા: લગભગ 1014 ઓહ્મ m-1

• વરાળની ઘનતા: N / A

• ક્રિસ્ટલ આકાર: N / A

• હેક્સાગોનલ ક્યુબિક વરાળ દબાણ: ઓરડાના તાપમાને 5 x 10-6 ટોર : 8 K પર 10 x 4-800 ટોરેન્શિયલ

• ઓર્ગેનોલેપ્ટિક ગુણધર્મો: તે બલૂન સૂટનો દેખાવ ધરાવે છે: ખૂબ જ બારીક વિભાજિત કાળા પાવડર

• ફુલેરાઈટ્સ: બ્રાઉન/બ્લેક પાવડર

• C60: ઘન કાળો

• સુંગધ: શૌચાલય

અવકાશમાં ફુલેરેન્સ

આપણે પહેલેથી જ કહ્યું છે તેમ, ફુલરેન્સ સામાન્ય રીતે ગ્રેફાઇટની શીટમાં "કોઇલેડ" બને છે અને તેની વક્રતા પ્રાપ્ત કરવા માટે પેન્ટાગોન્સના કેટલાક કણો ઉમેરે છે. જો શીટને ફક્ત એક પ્રકારના સિલિન્ડર તરીકે વળેલું હોય, તો તેઓએ પેન્ટાગોન્સ સાથે વક્ર ગોળાર્ધ સાથે ખૂણાઓને આવરી લેવું આવશ્યક છે. કાર્બન નેનોટ્યુબ શું મેળવવામાં આવશે.

અન્ય લેખ જેનો અભ્યાસ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે તે છે બ્લેઝ પાસ્કલ દ્વારા યોગદાન જે આ તત્વની પ્રક્રિયાઓ માટે ઘણીવાર ઉપયોગી છે. આ પ્રકારની સામગ્રી સામાન્ય રીતે ફુલરીન વર્ગની સામગ્રીથી ઘણી અલગ હોય છે - પ્રકાર, ટૂંકમાં, રાઉન્ડ પિંજરામાં અને તેથી તે ખૂબ જ અલગ ગુણધર્મો ધરાવે છે.