Il fullerene è un gruppo di molecole di carbonio che di solito formano una specie di tubo di carbonio, queste vengono utilizzate soprattutto per le nanotecnologie. Nel seguente articolo sapremo tutto su questo e molto altro ancora.
Cos'è il Fullerene e quali sono i suoi usi?
Il cosiddetto Fullerene, noto anche come "Buckminsterfullerene", è costituito da una serie di molecole di carbonio vuote che formano una specie di gabbia chiusa chiamata "buckyballs" o una specie di cilindro che sono nanotubi di carbonio.
I fullereni sono solitamente una classe di molecole di carbonio con un particolare tipo di costruzione che impiega modi fisici come un tipo di sfera o tubo. Dette molecole allo stesso modo possono avere forme come quella esagonale e anche pentagonale. Tuttavia, cos'è il fullerene ea cosa serve? I fullereni sono una classe di elementi utili in alcuni tipi di applicazioni informatiche, in particolare nelle scienze edilizie chiamate nanotecnologie.
Storia Fullerene
Un Fullerene è stato trovato nel 1985 da un gruppo di persone di nome Richard Smalley, James Heath, Robert Curl, Sean O'Brien e infine Harold Kroto mentre frequentavano la Rice University. Detto primo fullerene riuscì ad essere scoperto in nome del buckminsterfullerene scientificamente chiamato "C60", e il suo nome rendeva omaggio a Buckminster Fuller. Robert Curl è stata la persona che ha vinto il Premio Nobel per la scoperta dei fullereni nel 1996.
Tuttavia, la scoperta della cosiddetta "Bucky-ball" è stata guidata dalla ricerca su una sorta di nuova classe di materiali che sono stati catalogati come fullereni, o come "buckminsterfullerene" che è quello che si riferisce al fullerene più piccolo . Come già sappiamo da alcuni allotropi del carbonio, che si limitano ad elementi minerali quali:
- quadri
- Grafite
- nanotubi
- carbone
- Carbonio amorfo
La scoperta delle cosiddette "bucky-balls" è stata ciò che ha notevolmente allungato gli allotropi del carbonio ed è diventata oggetto di una sorta di appassionata ricerca nell'ambito dei sistemi microelettromeccanici noti con l'acronimo di "MEMS", composto da:
- Scienze dei materiali
- L'elettronica
- nanotecnologia
I vari studi sono quelli che hanno rivelato che il tipo di lavoro del fullerene è quello che si basa in gran parte sui vari sistemi teorici e sperimentali.
Struttura Fullerenica
I fullereni sono simili nella loro struttura alla grafite, che è composta da una specie di foglio di anelli collegati esagonali, tuttavia contengono anelli pentagonali o in molte occasioni come ettagonali che impediscono ai fogli di essere piatti.
I fullereni hanno atomi di carbonio ibridi sp2 e sp3. Queste molecole hanno una classe di affinità per gli elettroni molto alta e sono quelle che possono essere ridotte in modo reversibile per assorbire gli elettroni.
Nonostante detta molecola sia costituita dagli anelli di carbonio che sono stati coniugati, gli elettroni in questa occasione non sono delocalizzato, per cui queste stesse molecole sono quelle prive della proprietà di superomaticità. Le stesse molecole ospitano una classe di elevatissima resistenza alla trazione e sono quelle che recuperano la loro forma originaria dopo essere state sottoposte a più di 3 pressioni atmosferiche.
Ciò a causa delle proprietà uniche di detto allotropo di carbonio, quindi hanno una classe di applicazioni. A causa della relatività alla facilità di sintesi, il cosiddetto Fullerene C60 Continua ad essere molto popolare e sono state condotte molte ricerche per le sue applicazioni a un livello superiore.
Il fullerene C60 è formato da circa 60 atomi di carbonio in circa 60 vertici che sono quelli che formano una specie di struttura sferica. Questo è composto da circa 12 anelli esagonali che di solito sono adiacenti l'uno all'altro. Detti anelli vengono coniugati con doppi legami.
La lunghezza della giunzione CC per gli anelli esagonali è tipicamente di circa 1,40 A° e di circa 1,46 A° per gli anelli pentagonali, con una classe di lunghezza media della giunzione pari a 1,44 A°
Tipi di Fullerene
I fullereni hanno molti tipi di variazioni strutturali e hanno fatto eccellenti progressi nel 1985. Questi che descriveremo sono alcuni esempi dei tipi di fullereni che funzionano bene:
Nanotubi o Fullereni cilindrici
Questi hanno una forma cava, di dimensioni estremamente ridotte al minimo. I nanotubi trovati in carbonio sono generalmente larghi e possono essere differenziati da pochi nanometri a molti mm (millimetri) di lunghezza. Hanno un'estremità chiusa e un'estremità aperta.
L'industria elettronica è quella che utilizza principalmente nanotubi di carbonio, un'altra area è la tecnologia spaziale per poter produrre i cavi in carbonio ad alta resistenza necessari per ascensori spaziali e per valigie di veicoli spaziali batterie di carta.
Mazzi di Buckyballs
Questo è il fullerene minimo che si trova in natura. Il membro più piccolo di questo è il dodecaedro e il più comune è costituito dal C60 che è l'icosaedro che è simile a un pallone da calcio, composto da circa 20 esagoni e 12 pentagoni. Il piccolo fullerene è di grande importanza in termini di presenza naturale e può essere trovato nella fuliggine o addirittura nel carbone.
I Megatube
Come indica il nome, questo è il Mega, che significa Grande, hanno tubi di diametro molto più grande rispetto al caso dei nanotubi. Le pareti dei megatubi sono in preparazione con diversi spessori. Detti tipi di tubi sono fondamentalmente utilizzati nel trasporto di una varietà di molecole di diverse dimensioni.
polimeri
Queste sono chiamate macromolecole che sono collegate da legami chimici covalenti. I cosiddetti polimeri sono essenzialmente costituiti da catene di carbonio. Ad alta pressione e ad alte temperature formano solitamente polimeri bidimensionali e anche tridimensionali.
Il Nano – Cipolla
Questo consiste in una solida forma Buckyball, con particelle di forma sferica basate su più strati di carbonio.
I Dimers United “Ball and Chain”.
Queste sono due palle di buckyball tenute insieme da un'unica catena di carbonio.
Gli anelli di fullerene
L'ultimo tipo di Fullerene che resta da descrivere sono i Fullerene Rings, tuttavia non ci sono molte informazioni su questi, solo che è formato da un anello o anello di fullereni buckyballs.
Fullerene Usi – Applicazioni
Con l'inizio della cosiddetta "Nanotecnologia" diverse cose sono state presentate al mondo intero. I cosiddetti Fullereni sono quelli che hanno acquisito il focus principale nel campo delle nanotecnologie. La grande organizzazione spaziale chiamata NASA, in collaborazione con la rinomata geochimica Lynn Becker, è riuscita a scoprire i fullereni che si creano naturalmente.
A causa della chimica unica nelle scienze dei materiali, grandi ricercatori sono stati in grado di scoprire le varie applicazioni dei fullereni, che devono includere applicazioni mediche, fibre ottiche e superconduttori.
antiossidanti
I fullereni sono ottimi produttori di antiossidanti, questo tipo di proprietà è ciò che si può attribuire ad un certo numero di doppi legami coniugati che hanno ed anche ad una sorta di altissima affinità elettronica di dette molecole, questo per l'energia dell'orbita molecolare che è basso e non occupato. I fullereni possono reagire con i radicali della catena molto prima che vengano consumati.
Agenti antivirali
I fullereni hanno sempre attirato l'attenzione per la loro forza di ottimi agenti antivirali. Forse è molto più emozionante il suo aspetto, a questo proposito, che può essere dovuto alla sua capacità di eliminare la replicazione del Virus dell'immunodeficienza umana, popolarmente noto come "HIV", e per questo aiuta a ritardare la presenza della sindrome da immunodeficienza acquisita nota con il suo acronimo "AIDS".
È stato osservato che il dendrofellerene 1 e il suo derivato 2, che è l'isomero trans, sono quelli che inibiscono la classe delle proteasi del virus HIV e, quindi, impediscono la replicazione dell'HIV 1 stesso.
Somministrazione di farmaci e somministrazione di geni
La somministrazione di farmaci diventa il trasporto di un tipo di composto farmaceutico al sito di azione, mentre la somministrazione di geni consiste nell'introduzione di DNA estraneo all'interno delle cellule per poter produrre il farmaco del tipo di effetto desiderato.
Pertanto, è di grande importanza fornire queste molecole con la massima sicurezza ed efficienza. I fullereni sono una classe di vettori inorganici, queste classi di molecole sono spesso favorite perché hanno mostrato un'ottima compatibilità, inclusa una maggiore selettività, mantengono quella che è attività biologica, e sono il più piccole possibile per essere estese. .
Fotosensibilizzanti in Terapia Fotodinamica
La terapia fotodinamica nota con il suo acronimo “PDT” consiste nella forma di terapia che fa uso di un tipo di composto sensibile alla luce e che non è tossico, questo quando viene posto alla luce, poi se diventa tossico. È usato per trattare le cellule maligne o alterate. I fullereni sono generalmente usati per queste classi di composti.
In Occhiali Di Sicurezza
I fullereni hanno proprietà ottiche limitate. Questo si riferisce alla loro capacità di ridurre la trasmittanza della luce che cade su di essa. Tali molecole possono, quindi, essere utilizzate come una sorta di limitatore ottico che viene utilizzato negli occhiali o nelle lenti protettive e sensoriali.
Proprietà Fullerene
Vi presentiamo quali sono le principali proprietà di Fullenero a livello fisico.
Proprietà fisiche di Fullerene C60
- La densità: È 1,65 g cm-3
- Il calore standard di formazione: Sono 9,08 kcal mol-1
- Indice di rifrazione: È 2,2 (600 nm)
- Punto di ebollizione: È sublime a 800 K
- Resistività: Circa 1014 ohm m-1
- Densità del vapore: N/A
- Forma di cristallo: N/A
- Pressione di vapore cubica esagonale: 5 x 10-6 torr a temperatura ambiente: 8 x 10-4 torrenziali a 800 K
- Proprietà organolettiche: Ha l'aspetto della fuliggine dei palloncini: polvere nera molto finemente divisa
- I Fulleriti: Una polvere marrone/nera
- C60: nero solido
- L'odore: toilette
Fullereni nello spazio
Come abbiamo già detto, i fullereni sono solitamente formati "Arrotolati" in un foglio di grafite e aggiungendo alcune particelle di pentagoni per ottenere la sua curvatura. Se il foglio viene arrotolato solo come una specie di cilindro, allora devono coprire gli angoli con semisfere curve con pentagoni. Cosa si otterrà un nanotubo di carbonio.
Un altro articolo che si consiglia di studiare sono i Contributi di Blaise Pascal che sono spesso utili per le procedure di questo elemento. Questi tipi di materiali sono generalmente molto diversi dai materiali della classe fullerene – tipo, in breve, alle Round Gabbie e quindi hanno proprietà molto diverse.