Fulereno é um grupo de moléculas de carbono que normalmente formam uma espécie de tubo de carbono, estes são usados especialmente para a nanotecnologia. No artigo a seguir saberemos tudo sobre isso e muito mais.
O que é Fulereno e quais são seus usos?
O chamado Fulereno, também conhecido como "Buckminsterfulereno", consiste em uma série de moléculas de carbono vazias que formam uma espécie de gaiola fechada chamada "buckyballs" ou uma espécie de cilindro que são nanotubos de carbono.
Os fulerenos são geralmente uma classe de moléculas de carbono com um tipo particular de construção que emprega meios físicos, como um tipo de esfera ou tubo. As referidas moléculas da mesma forma podem ter formas como hexagonal e também pentagonal. No entanto, o que é fulereno e para que serve? Os fulerenos são uma classe de elementos úteis em certos tipos de aplicações de computação, especialmente nas ciências da construção chamadas nanotecnologias.
História Fulereno
Um Fullerene foi encontrado em 1985 por um grupo de pessoas chamado Richard Smalley, James Heath, Robert Curl, Sean O'Brien e, finalmente, Harold Kroto, enquanto estava na Rice University. O referido primeiro fulereno conseguiu ser descoberto em nome do buckminsterfulereno cientificamente chamado de "C60", e seu nome homenageou Buckminster Fuller. Robert Curl foi a pessoa que ganhou o Prêmio Nobel pela descoberta dos fulerenos em 1996.
No entanto, a descoberta da chamada "Bucky-ball" foi liderada por pesquisas sobre uma espécie de nova classe de materiais que foram catalogados como fulerenos, ou como o "buckminsterfulereno" que é aquele que se refere ao menor fulereno . Como já sabemos de certos alótropos de carbono, que são limitados a elementos minerais como:
- diamantes
- Grafite
- nanotubos
- Carvão
- carbono amorfo
A descoberta das chamadas "bucky-balls" foi o que alongou significativamente os alótropos de carbono e tornou-se objeto de uma espécie de pesquisa apaixonada dentro do campo de sistemas microeletromecânicos conhecido por sua sigla "MEMS", consistindo em:
- Ciências dos Materiais
- O eletrônico
- nanotecnologia
Os vários estudos são os que revelaram que o tipo de trabalho do fulereno é aquele que se baseia em grande parte nos vários sistemas teóricos e experimentais.
Estrutura Fulereno
Os fulerenos são semelhantes em sua estrutura ao grafite, que é composto por uma espécie de folha de anéis hexagonais ligados, porém, contêm anéis pentagonais ou em muitas ocasiões como heptagonais que impedem que as folhas sejam planas.
Fulerenos têm átomos de carbono híbridos sp2 e sp3. Essas moléculas têm uma classe de afinidade muito alta para os elétrons e são as que podem ser reduzidas reversivelmente para absorver os elétrons.
Apesar de essa molécula ser formada pelos anéis de carbono que foram conjugados, os elétrons nesta ocasião não são deslocalizados, sendo essas mesmas moléculas as que não possuem a propriedade de superomaticidade. As mesmas moléculas abrigam uma classe de altíssima resistência à tração e são as que recuperam sua forma original após serem submetidas a mais de 3 pressões atmosféricas.
Isso por causa das propriedades únicas do referido alótropo de carbono, por isso eles têm uma classe de aplicações. Por causa da relatividade à facilidade de síntese, os chamados Fulereno C60 Ele continua a ser muito popular e uma grande quantidade de pesquisas foi realizada para suas aplicações em um nível superior.
O fulereno C60 é composto por cerca de 60 carbonos em cerca de 60 vértices que são os que formam uma espécie de estrutura esférica. Este é composto por cerca de 12 anéis hexagonais que geralmente são adjacentes uns aos outros. Os referidos anéis estão sendo conjugados com ligações duplas.
O comprimento da junção CC para anéis hexagonais é tipicamente cerca de 1,40 A° e cerca de 1,46 A° para anéis pentagonais, com uma classe média de comprimento de junção igual a 1,44 A°
Tipos de Fulereno
Os fulerenos têm muitos tipos de variações estruturais e fizeram um excelente progresso em 1985. Estes que vamos descrever são alguns exemplos dos tipos de fulerenos que funcionam bem:
Nanotubos ou Fulerenos Cilíndricos
Estes têm uma forma oca, de dimensões extremamente minimizadas. Os nanotubos feitos de carbono são geralmente largos e podem ser diferenciados de alguns nanômetros a muitos mm (milímetros) de comprimento. Eles têm uma extremidade fechada e uma extremidade aberta.
A indústria eletrônica é a que mais utiliza nanotubos de carbono, outra área é a tecnologia espacial para poder produzir cabos de carbono de alta resistência que são necessários para elevadores espaciais e para caixas de espaçonaves.
Cachos de Buckyballs
Este é o fulereno mínimo encontrado na natureza. O menor membro deste é o dodecaedro e o mais comum consiste no C60 que é o icosaedro que se assemelha a uma bola de futebol, composto por cerca de 20 hexágonos e 12 pentágonos. O pequeno fulereno é de grande importância em termos de ocorrência natural, podendo ser encontrado na fuligem ou mesmo no carvão.
Os Megatubos
Como o próprio nome indica, este é o Mega, que significa Grande, eles possuem tubos com diâmetro muito maior do que no caso dos nanotubos. As paredes dos megatubos estão sendo preparadas com diferentes espessuras. Os referidos tipos de tubos são usados fundamentalmente no transporte de uma variedade de moléculas de diferentes dimensões.
polímeros
Estas são chamadas de macromoléculas que são conectadas por ligações químicas covalentes. Os chamados polímeros são formados essencialmente por cadeias de carbono. Sob alta pressão e em altas temperaturas geralmente formam polímeros bidimensionais e também tridimensionais.
O Nano – Cebola
Este consiste em uma forma sólida de buckyball, com partículas de formato esférico que são baseadas em várias camadas de carbono.
Os Dímeros “Ball and Chain” United
Estas são duas bolas de buckyballs que estão sendo mantidas juntas por uma única cadeia de carbono.
Os anéis de fulereno
O último tipo de Fulereno que resta a ser descrito são os Anéis Fulerenos, porém, não há muitas informações sobre estes, apenas que é formado por um anel ou anel de fulerenos buckyballs.
Usos do Fulereno – Aplicações
Com o início da chamada "Nanotecnologia" várias coisas foram apresentadas ao mundo inteiro. Os chamados Fulerenos são os que adquiriram o foco principal no campo da nanotecnologia. A grande organização espacial chamada NASA, em colaboração com a renomada geoquímica Lynn Becker, conseguiu descobrir os fulerenos que são criados naturalmente.
Devido à química única nas ciências dos materiais, grandes pesquisadores conseguiram descobrir as várias aplicações dos fulerenos, que incluem aplicações médicas, fibras ópticas e supercondutores.
antioxidantes
Os fulerenos são excelentes produtores de antioxidantes, esse tipo de propriedade é o que pode ser atribuído a uma série de duplas ligações conjugadas que eles possuem e também a um tipo de afinidade eletrônica muito alta dessas moléculas, isso por causa da energia da órbita molecular que é baixo e desocupado. Fulerenos podem reagir com radicais de cadeia muito antes de serem consumidos.
Agentes antivirais
Os fulerenos sempre chamaram a atenção devido à sua força como excelentes agentes antivirais. Talvez seu aparecimento seja muito mais animador, nesse aspecto, o que pode ser devido à sua capacidade de eliminar a replicação do Vírus da Imunodeficiência Humana, popularmente conhecido como "HIV", e para isso, ajuda a retardar a presença da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida conhecida pela sigla "AIDS".
Observou-se que o dendrofellereno 1 e seu derivado 2, que é o isômero trans, são os que inibem a classe das proteases do vírus HIV e, portanto, impedem a replicação do próprio HIV 1.
Entrega de drogas e entrega de genes
A administração de drogas torna-se o transporte de um tipo de composto farmacêutico para o local de ação, enquanto a administração de genes consiste na introdução de DNA estranho no interior das células para que seja possível produzir a droga.
Portanto, é de grande importância entregar essas moléculas com a máxima segurança e eficiência. Os fulerenos são uma classe de carreadores inorgânicos, essas classes de moléculas são muitas vezes favorecidas por apresentarem excelente compatibilidade, inclusive com maior seletividade, retêm o que é atividade biológica, e são tão pequenas quanto possível para serem estendidas.
Fotossensibilizadores em Terapia Fotodinâmica
A terapia fotodinâmica conhecida por sua sigla "PDT" consiste na forma de terapia que faz uso de um tipo de composto que é sensível à luz e que não é tóxico, isso quando é colocado na luz, então se torna tóxico. É usado para tratar células malignas ou alteradas. Fulerenos são geralmente usados para essas classes de compostos.
Em óculos de segurança
Fulerenos têm propriedades ópticas limitadas. Isso se refere à sua capacidade de reduzir a transmitância da luz que incide sobre ele. As referidas moléculas podem, portanto, ser usadas como uma espécie de limitador óptico que é usado em óculos ou lentes de proteção e sensores.
Propriedades do Fulereno
Vamos apresentar quais são as principais propriedades do Fullenero em nível físico.
Propriedades Físicas de fulereno C60
- A densidade: É 1,65 g cm-3
- O Calor Padrão de Formação: É 9,08 kcal mol-1
- Índice de refração: É 2,2 (600nm)
- Ponto de ebulição: É Sublime a 800 K
- Resistividade: Cerca de 1014 ohms m-1
- Densidade do vapor: N/D
- Forma de cristal: N/D
- Pressão de Vapor Cúbica Hexagonal: 5 x 10-6 torr à temperatura ambiente: 8 x 10-4 torrencial a 800 K
- Propriedades Organolépticas: Tem a aparência de fuligem de balão: pó preto muito finamente dividido
- Os Fulleritas: Um pó marrom/preto
- C60: Preto sólido
- O cheiro: WC
Fulerenos no Espaço
Como já dissemos, os fulerenos geralmente são formados “enrolados” em uma folha de grafite e adicionando algumas partículas de pentágonos para atingir sua curvatura. Se a folha for enrolada apenas como uma espécie de cilindro, eles devem cobrir os cantos com hemisférios curvos com pentágonos. O que será obtido um nanotubo de carbono.
Outro artigo que se recomenda estudar são os Contribuições de Blaise Pascal que são frequentemente úteis para os procedimentos deste elemento. Esses tipos de materiais são geralmente muito diferentes dos materiais da classe dos fulerenos – tipo, em suma, para as gaiolas redondas e, portanto, possuem propriedades muito diferentes.