富勒烯是一组碳分子，通常形成一种碳管，这些碳分子特别用于纳米技术。 在下面的文章中，我们将了解有关此的一切以及更多信息。
什么是富勒烯，它的用途是什么？
所谓富勒烯，又称“巴克敏斯特富勒烯”，由一系列空碳分子组成，形成一种称为“巴基球”的封闭笼或一种碳纳米管的圆柱体。
富勒烯通常是一类碳分子，具有特定类型的结构，采用物理方式，例如球体或管子。 所述分子以相同方式可以具有诸如六边形和五边形的形状。 然而，什么是富勒烯，它的用途是什么？ 富勒烯是一类在某些类型的计算应用中有用的元素，特别是在称为纳米技术的建筑科学中。
富勒烯历史
富勒烯于 1985 年由一群名叫 Richard Smalley、James Heath、Robert Curl、Sean O'Brien 和 Harold Kroto 的人在莱斯大学发现。 第一个富勒烯以巴克敏斯特富勒烯的名义被发现，科学上称为“C60”，它的名字是为了向巴克敏斯特富勒致敬。 Robert Curl 是 1996 年因发现富勒烯而获得诺贝尔奖的人。
然而，所谓“巴基球”的发现是由对一类新材料的研究引领的，这种材料被归类为富勒烯，或称为“巴克敏斯特富勒烯”，是指最小的富勒烯。 . 正如我们已经从碳的某些同素异形体中知道的那样，这些同素异形体仅限于矿物元素，例如：
- 钻石
- 格拉菲托
- 纳米管
- 煤
- 无定形碳
所谓的“巴基球”的发现显着拉长了碳的同素异形体，并已成为微机电系统领域的一种热情研究的主题，其首字母缩略词“MEMS”包括：
- 材料科学
- 电子的
- 纳米技术
各种研究表明，富勒烯的工作类型主要基于各种理论和实验系统。
富勒烯结构
富勒烯的结构类似于石墨，由一种六边形连接的环片组成，但是，它们包含五边形环，或者在许多情况下为七边形，这会阻止片材变平。
富勒烯具有 sp2 和 sp3 杂化碳原子。 这些分子对电子具有非常高的亲和力，并且可以可逆地还原以吸收电子。
尽管所述分子是由共轭的碳环制成的，但此时的电子并未离域，因此这些相同的分子缺乏超原子性。 相同的分子具有一类非常高的抗拉强度，并且在承受 3 多个大气压后会恢复其原始形状。
这由于称碳的同素异形体的独特性质，所以它们具有一类应用。 由于相对性易于综合，所谓 富勒烯 C60 它继续非常受欢迎，并对其在更高层次上的应用进行了大量研究。
富勒烯C60由约60个顶点中的约60个碳组成，这些顶点形成一种球形结构。 它由大约 12 个六边形环组成，通常彼此相邻。 所述环与双键共轭。
六角环的 CC 结长度通常约为 1,40 A°，五角环的 CC 结长度通常约为 1,46 A°，平均结长度等级等于 1,44 A°
富勒烯的种类
富勒烯有多种结构变化，它们在 1985 年取得了长足的进步。我们将要描述的这些是一些表现良好的富勒烯类型的例子：
纳米管或圆柱形富勒烯
它们具有中空形状，尺寸极小。 发现由碳制成的纳米管通常很宽，长度可以从几纳米到几毫米（毫米）不等。 它们有一个封闭端和一个开放端。
电子工业主要使用碳纳米管，另一个领域是太空技术，以便能够生产太空电梯和航天器外壳所需的高电阻碳电缆纸电池。
一堆巴基球
这是自然界中发现的最小富勒烯。 其中最小的成员是十二面体，最常见的是 C60，它是类似于足球的二十面体，由大约 20 个六边形和 12 个五边形组成。 小富勒烯在天然存在方面具有重要意义，它可以在煤烟甚至煤中找到。
巨型管
顾名思义，这是 Mega，意思是大，它们的管子直径比纳米管大得多。 巨型管的壁正在准备不同的厚度。 所述种类的管基本上用于传输各种不同尺寸的分子。
聚合物
这些被称为通过共价化学键连接的大分子。 所谓聚合物，本质上是由碳链构成的。 在高压和高温下，它们通常形成二维聚合物和三维聚合物。
纳米 – 洋葱
这由实心巴克球形状组成，具有基于多层碳的球形颗粒。
“球链式”二聚体联队
这是两个由单个碳链连接在一起的巴基球。
富勒烯环
最后一种有待描述的富勒烯是富勒烯环，然而，关于这些的信息并不多，只有它是由一个或多个富勒烯巴基球形成的。
富勒烯的用途——应用
随着所谓的“纳米技术”的开始，各种各样的东西已经呈现给全世界。 所谓的富勒烯是纳米技术领域的主要焦点。 名为 NASA 的伟大太空组织与著名的地球化学家 Lynn Becker 合作，设法发现了自然产生的富勒烯。
由于材料科学中独特的化学性质，伟大的研究人员已经能够发现富勒烯的各种应用，包括医疗应用、光纤和 超导体.
抗氧化剂
富勒烯是抗氧化剂的优秀生产者，这种性质可以归因于它们具有的许多共轭双键以及所述分子的一种非常高的电子亲和力，这是因为分子轨道的能量低且无人居住。 富勒烯可以在它们被消耗之前很久就与链自由基发生反应。
抗病毒剂
富勒烯因其作为优良抗病毒剂的强度而一直受到关注。 也许它的出现更令人兴奋，在这方面，这可能是由于它能够消除人类免疫缺陷病毒（俗称“艾滋病毒”）的复制，为此，它有助于延缓已知的获得性免疫缺陷综合征的存在通过其首字母缩写词“艾滋病”。
已经观察到，dendrofellerene 1 及其衍生物 2（它是反式异构体）是抑制 HIV 病毒蛋白酶类的物质，因此可以防止 HIV 1 本身的复制。
药物递送和基因递送
药物的给药变成了一种药物化合物到作用部位的运输，而基因的给药包括将外源 DNA 引入细胞内，以便能够产生药物所需的效果类型。
因此，以最大的安全性和效率递送这些分子是非常重要的。 富勒烯是一类无机载体，这类分子往往受到青睐，因为它们表现出极好的相容性，包括更高的选择性，它们保留了生物活性，并且它们尽可能小以进行扩展。
光动力疗法中的光敏剂
以其首字母缩略词“PDT”而闻名的光动力疗法包括使用一种对光敏感且无毒的化合物的治疗形式，当它被放置在光线下时，如果它变得有毒。 它用于治疗恶性或改变的细胞。 富勒烯通常用于这些类别的化合物。
在安全眼镜中
富勒烯具有有限的光学性质。 这是指它们降低落在其上的光的透射率的能力。 因此，所述分子可以用作一种光学限制器，用于护目镜或保护镜片和传感器镜片。
富勒烯性质
我们将在物理层面上介绍富勒内罗的主要特性。
的物理性质 富勒烯 C60
- 密度： 它是 1,65 g cm-3
- 标准形成热： 为 9,08 kcal mol-1
- 折射率： 2,2（600nm）
- 沸点： 它在 800 K 时是崇高的
- 电阻率： 约 1014 欧姆 m-1
- 蒸气密度： 无
- 水晶形状： 无
- 六角立方蒸气压： 室温下 5 x 10-6 torr : 8 K 下 10 x 4-800 torrential
- 感官特性： 它具有气球烟灰的外观：非常细的黑色粉末
- 富勒派： 棕色/黑色粉末
- C60： 纯黑色
- 气味： 厕所
太空中的富勒烯
正如我们已经说过的，富勒烯通常是在石墨片中“盘绕”形成的，并添加一些五边形颗粒以实现其曲率。 如果片材只是卷成一种圆柱体，那么它们必须用带有五边形的弯曲半球覆盖角落。 将获得什么碳纳米管。
另一篇推荐学习的文章是 布莱斯·帕斯卡的贡献 这对于这个元素的过程通常很有用。 这些类型的材料通常与富勒烯类的材料非常不同——简而言之，与圆形保持架类型不同，因此具有非常不同的特性。