Fulleren er en gruppe karbonmolekyler som vanligvis danner et slags karbonrør, disse brukes spesielt til nanoteknologi. I den følgende artikkelen vil vi vite alt om dette og mye mer.
Hva er Fulleren og hva er dets bruksområder?
Den såkalte Fulleren, som også er kjent som «Buckminsterfulleren», består av en serie tomme karbonmolekyler som danner et slags lukket bur kalt «buckyballs» eller en slags sylinder som er karbon-nanorør.
Fullerener er vanligvis en klasse av karbonmolekyler med en spesiell type konstruksjon som bruker fysiske måter som en type kule eller rør. Nevnte molekyler kan på samme måte ha former som sekskantede og også femkantede. Men hva er fulleren og hva er det for? Fullerener er en klasse av elementer som er nyttige i visse typer databehandlingsapplikasjoner, spesielt i bygningsvitenskapene kalt nanoteknologi.
Fullerens historie
En Fulleren ble funnet i 1985 av en gruppe mennesker ved navn Richard Smalley, James Heath, Robert Curl, Sean O'Brien og til slutt Harold Kroto mens de var ved Rice University. Den første fulleren klarte å bli oppdaget i navnet buckminsterfulleren vitenskapelig kalt "C60", og navnet hyllet Buckminster Fuller. Robert Curl var personen som vant Nobelprisen for oppdagelsen av fullerener i 1996.
Oppdagelsen av den såkalte "Bucky-ball" har imidlertid blitt ledet av forskning på en slags ny klasse materialer som er blitt katalogisert som fullerener, eller som "buckminsterfulleren" som er den som refererer til den minste fullerenen. . Som vi allerede vet fra visse allotroper av karbon, som er begrenset til mineralelementer som:
- diamanter
- Grafitt
- Nanorør
- kull
- Amorft karbon
Oppdagelsen av de såkalte "bucky-balls" var det som betydelig forlenget karbon-allotropene og har blitt gjenstand for en slags lidenskapelig forskning innen feltet mikroelektromekaniske systemer kjent under forkortelsen "MEMS", bestående av:
- Materialvitenskap
- Det elektroniske
- nanoteknologi
De ulike studiene er de som har avslørt at typen arbeid fulleren er en som i stor grad er basert på de ulike teoretiske og eksperimentelle systemene.
Fulleren struktur
Fullerener ligner i sin struktur på grafitt, som er sammensatt av et slags ark av sekskantede ringer, men de inneholder femkantede ringer eller ved mange anledninger som sjukantede som hindrer arkene i å være flate.
Fullerener har sp2 og sp3 hybridkarbonatomer. Disse molekylene har en meget høy affinitetsklasse for elektroner og er de som kan reduseres reversibelt for å absorbere elektroner.
Til tross for at nevnte molekyl er laget av karbonringene som har blitt konjugert, er elektronene ved denne anledningen ikke delokaliserte, for disse samme molekylene er de som mangler egenskapen til superomatitet. De samme molekylene har en klasse med svært høy strekkfasthet og er de som gjenoppretter sin opprinnelige form etter å ha blitt utsatt for mer enn 3 atmosfæriske trykk.
Dette på grunn av de unike egenskapene til nevnte allotrope av karbon, så de har en klasse av applikasjoner. På grunn av relativitet til enkel syntese, den såkalte Fulleren C60 Det fortsetter å være veldig populært, og det har blitt utført mye forskning for applikasjonene på et høyere nivå.
Fulleren C60 består av omtrent 60 karboner i omtrent 60 hjørner som er de som danner en slags sfærisk struktur. Denne består av omtrent 12 ringer som er sekskantede som vanligvis ligger ved siden av hverandre. Nevnte ringer blir konjugert med dobbeltbindinger.
CC-krysslengden for sekskantede ringer er typisk omtrent 1,40 A° og omtrent 1,46 A° for femkantede ringer, med en gjennomsnittlig krysslengdeklasse lik 1,44 A°
Typer fulleren
Fullerener har mange typer strukturelle variasjoner, og de har hatt utmerket fremgang i 1985. Disse som vi skal beskrive er noen eksempler på typene fullerener som fungerer godt:
Nanorør eller sylindriske fullerener
Disse har en hul form, av dimensjoner som er ekstremt minimalisert. Nanorør funnet å være laget av karbon er generelt brede og kan differensieres fra noen få nanometer til mange mm (millimeter) i lengde. De har den ene enden lukket og den andre åpen.
Elektronikkindustrien er den som hovedsakelig bruker karbon nanorør, et annet område er romteknologi for å kunne produsere de høymotstandskarbonkabler som er nødvendige for romheiser og for romfartøykasser.papirbatterier.
Bunker med Buckyballs
Dette er minimum fulleren som finnes i naturen. Det minste medlemmet av dette er dodekaederet og det vanligste består av C60 som er ikosaederet som ligner på en fotball, sammensatt av ca 20 sekskanter og 12 femkanter. Den lille fulleren er av stor betydning med tanke på naturlig forekomst, og den kan finnes i sot eller til og med kull.
Megatubes
Som navnet indikerer, er dette Mega, som betyr Large, de har rør som er mye større i diameter enn når det gjelder nanorør. Veggene til megarørene forberedes med forskjellige tykkelser. Disse typer rør er grunnleggende brukt i transport av en rekke molekyler med forskjellige dimensjoner.
polymerer
Disse kalles makromolekyler som er forbundet med kovalente kjemiske bindinger. De såkalte polymerene er i hovedsak laget av karbonkjeder. Under høyt trykk og ved høye temperaturer danner de vanligvis todimensjonale polymerer og også tredimensjonale.
Nano – Løk
Denne består av en solid buckyball-form, med sfærisk formede partikler som er basert på flere lag med karbon.
"Ball and Chain" Dimers United
Dette er to kuler med buckyballs som holdes sammen av en enkelt karbonkjede.
Fulleren-ringene
Den siste typen Fulleren som gjenstår å beskrive er Fullerenringene, men det er ikke mye informasjon om disse, bare at den er dannet av en ring eller ring av fullerens buckyballs.
Bruk av fulleren – applikasjoner
Med begynnelsen av den såkalte "nanoteknologien" har forskjellige ting blitt presentert for hele verden. De såkalte Fullerenene er de som fikk hovedfokuset innen nanoteknologi. Den store romorganisasjonen kalt NASA, i samarbeid med den anerkjente geokjemikeren Lynn Becker, klarte å oppdage fullerenene som skapes naturlig.
På grunn av den unike kjemien i materialvitenskapen, har store forskere vært i stand til å oppdage de ulike bruksområdene for fullerener, som skal omfatte medisinske anvendelser, optiske fibre og superledere.
antioksidanter
Fullerener er utmerkede produsenter av antioksidanter, denne typen egenskaper er det som kan tilskrives en rekke konjugerte dobbeltbindinger som de har og også til en slags veldig høy elektronisk affinitet til nevnte molekyler, dette på grunn av energien til molekylbanen som er lavt og ledig. Fullerener kan reagere med kjederdikaler lenge før de konsumeres.
Antivirale midler
Fullerener har alltid tiltrukket seg oppmerksomhet på grunn av deres styrke som utmerkede antivirale midler. Kanskje utseendet er mye mer spennende i denne forbindelse, noe som kan skyldes dens evne til å eliminere replikasjonen av Human Immunodeficiency Virus, populært kjent som "HIV", og for dette hjelper det å forsinke tilstedeværelsen av ervervet immunsviktsyndrom kjent med akronymet "AIDS".
Det har blitt observert at dendrofelleren 1 og dets derivat 2, som er trans-isomeren, er de som hemmer proteaseklassen til HIV-viruset og derfor forhindrer replikasjonen av HIV 1 i seg selv.
Legemiddellevering og genlevering
Administrering av medikamenter blir transport av en type farmasøytisk forbindelse til virkestedet, mens administrering av gener består i innføring av fremmed DNA inne i cellene for å kunne produsere medikamentet ønsket type effekt.
Derfor er det av stor betydning å levere disse molekylene med størst mulig sikkerhet og effektivitet. Fullerener er en klasse av uorganiske bærere, disse klassene av molekyler er ofte foretrukket fordi de har vist utmerket kompatibilitet, inkludert høyere selektivitet, de beholder det som er biologisk aktivitet, og de er så små som mulig for å utvides.
Fotosensibilisatorer i fotodynamisk terapi
Fotodynamisk terapi kjent under forkortelsen "PDT" består av terapiformen som gjør bruk av en type forbindelse som er følsom for lys og som ikke er giftig, dette når den plasseres i lys, så hvis den blir giftig. Det brukes til å behandle ondartede eller endrede celler. Fullerener brukes vanligvis for disse klassene av forbindelser.
I vernebriller
Fullerener har begrensede optiske egenskaper. Dette refererer til deres evne til å redusere transmittansen til lyset som faller på den. Nevnte molekyler kan derfor brukes som en slags optisk begrenser som brukes i briller eller beskyttelses- og sensorlinser.
Fulleren Properties
Vi skal presentere hva som er hovedegenskapene til Fullenero på et fysisk nivå.
Fysiske egenskaper til Fulleren C60
- Tettheten: Den er 1,65 g cm-3
- Standard formasjonsvarme: Det er 9,08 kcal mol-1
- Brytningsindeks: Den er 2,2 (600nm)
- Kokepunkt: Den er sublim ved 800 K
- Resistivitet: Omtrent 1014 ohm m-1
- Damptetthet: N / A
- Krystallform: N / A
- Sekskantet kubisk damptrykk: 5 x 10-6 torr ved romtemperatur: 8 x 10-4 torrential ved 800 K
- Organoleptiske egenskaper: Det ser ut som ballongsot: veldig finfordelt svart pulver
- Fullerittene: Et brunt/svart pulver
- C60: solid svart
- Lukten: toalett
Fullerener i verdensrommet
Som vi allerede har sagt, dannes fullerener vanligvis "kveilet" i et ark av grafitt og legger til noen partikler av femkanter for å oppnå krumningen. Hvis arket bare er rullet opp som en slags sylinder, må de dekke hjørnene med buede halvkuler med femkanter. Hva vil bli oppnådd et karbon nanorør.
En annen artikkel som anbefales å studere er Bidrag av Blaise Pascal som ofte er nyttige for prosedyrene for dette elementet. Disse materialene er vanligvis svært forskjellige fra materialene i fullerenklassen – kort sagt til rundburene og har derfor svært forskjellige egenskaper.