Mahaba-haba pa ang mararating namin bago namin maihandog sa iyo ang mga tubig na ito.

Tubig SVETLA ay produkto ng maraming pag-aaral ng mga siyentipikong Ruso at Europa na nakatuon sa pag-aaral ng paggamit ng fullerenes sa gamot para sa paggamot, pag-iwas sa mga sakit at pagtanda ng katawan ng tao.

Ang pagiging isang natatanging tool para sa isang komportableng buhay, kalusugan at fullerenes ay gumagawa ng mga kababalaghan. Ang kanilang pangunahing aksyon sa ating katawan ay ang pagkolekta at pag-neutralize ng mga libreng radikal (oxidants), na may mapanirang epekto sa mga selula ng ating katawan. Ang Fullerenes ay walang direktang therapeutic effect sa isang partikular na sakit o organ, tulad ng sa kaso ng paggamit ng mga gamot. Gumaganap sila bilang isang pangmatagalang kalikasan. Kaya, pagtulong upang mapupuksa ang maraming mga sakit, at, higit sa lahat, maiwasan ang kanilang paglitaw.

Kasama sa listahan ng mga sakit ang:





mga sakit sa oncological


A

Ito ay mula sa mga sakit na ito, na direktang nauugnay sa mga pag-atake ng mga libreng radikal, na ang mga antioxidant - fullerenes ay tumutulong upang mapupuksa. Hindi natin dapat kalimutan na sila ang tubig ay pinayaman, at ang tubig mismo ay may kamangha-manghang mga kakayahan at gumaganap ng isang mahalagang papel sa proseso ng pagpapagaling ng katawan ng tao. Tulad ng alam mo, kami ay 75% na tubig. Kung hindi ito napupunan muli sa ating katawan, ilalagay natin sa panganib ang ating kalusugan. Napakahalaga din na uminom ng tubig na malinis at may tamang komposisyon, hindi dumaan sa mga filter (reverse osmosis), ngunit tunay na buhay na natural na tubig. Tanging ito ang nagdadala ng nagbibigay-buhay na enerhiya para sa ating katawan.

Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawang napakahalagang katangian na ito - ang paggamit ng pinakamadalisay na tubig at ang pagkilos ng fullerenes, tiyak na makakamit mo ang mga kamangha-manghang resulta sa daan patungo sa iyong kalusugan at mahabang buhay.

"SVETLA" medical-dining room pinahusay ng mga karagdagang epekto na likas sa tubig na "Krainska". Naglalaman ito ng sulfates SO 4 - nag-aambag sa paglilinis at normalisasyon ng atay, gallbladder, biliary tract, pancreas. Ang tubig na ito ay makakatulong din sa paggamot ng mga sakit ng esophagus, ihi
mga paraan, talamak na kabag na may normal at tumaas na pag-andar ng secretory ng tiyan, gastric ulcer, metabolic at digestive disorder pagkatapos ng surgical interventions.

PAANO INUMIN NG TAMA.

Para sa pinakamahusay na mga resulta, inirerekumenda namin ang pag-inom ng parehong tubig sa buong taon, ngunit papalitan ang kanilang paggamit sa isang buwanang batayan - umiinom kami ng isang tubig para sa isang buwan, ang pangalawang buwan -
isa pa. Kasabay nito, hindi namin nalilimutan na ang "SVETLA" mineral medicinal table ay lasing sa 200 - 250 ml. bago kumain (15-20 minuto bago), at pag-inom ng "SVETLA" - 150-200 ml. 0.5 oras bago kumain. Sa parehong mga kaso, 1.5 - 2.0 na oras pagkatapos kumain, inirerekomenda namin ang pag-inom ng karagdagang baso ng non-carbonated na tubig na BioVita o Stelmas.

Isang maikli at makulay na karanasan na sumasagot sa tanong na "Paano makilala ang aktibong tubig sa patay na tubig?" Inihahambing namin ang isang sample ng karaniwang de-boteng tubig at tubig ng Svetla. Para dito, ginagamit ang isang tinted na solusyon - isang carcinogen na ginagaya ang pagkilos ng mga libreng radical.

Binilisan namin ang pagre-record para mabilis na makita ang resulta...

Paano maaapektuhan ng aktibidad ng tubig ng Svetla ang ating kalusugan. Ang ating katawan ay binubuo ng trilyong selula na naninirahan sa intercellular space (IP) kung saan tubig, hindi dugo, ang nagdadala ng pagkain. Ang mga cell, na nakabuo ng enerhiya, ay nagdadala ng mga lason dito, na pumapasok din dito kasama ng dugo. May load si MP, nalason, nawawalan ng energy, nagkakasakit tayo. Ang mga lason, gaya ng nakita mo, ay pinakamabilis na nadudurog at naalis ng tubig ng Svetla. Ang MP ay na-clear, ang mga cell ay gumagawa ng mas mahalagang enerhiya, ang kaligtasan sa sakit ay pinalakas, ang antiviral na proteksyon ay tumataas, ang panganib ng oncology ay tinanggal, at marami pang iba.

Maruming selda

Net cell

Ang mga fullerenes ay mga molecular compound na kabilang sa klase ng allotropic modification ng carbon, na may mga closed frame structure na binubuo ng tatlong coordinated carbon atoms at may 12 pentagonal at (n/2 - 10) hexagonal na mukha (n≥20). Ang kakaiba ay ang bawat pentagon ay katabi lamang ng mga hexagons.

Ang pinaka-matatag na anyo ay C 60 (buckminsterfullerene), na ang spherical hollow na istraktura ay binubuo ng 20 hexagons at 12 pentagons.

Figure 1. Structure ng C 60

Ang molekula ng C 60 ay mga carbon atom na naka-link sa isa't isa sa pamamagitan ng isang covalent bond. Ang koneksyon na ito ay dahil sa pagsasapanlipunan ng mga valence electron ng mga atomo. Ang haba ng C-C bond sa pentagon ay 1.43 Ǻ, tulad ng haba ng gilid ng hexagon na nagkokonekta sa parehong mga figure, gayunpaman, ang gilid na nagkokonekta sa mga hexagon ay humigit-kumulang 1.39 Ǻ.

Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mga molekula ng C 60 ay may posibilidad na mag-order sa espasyo, sila ay matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala, sa madaling salita, ang fullerene ay bumubuo ng isang kristal na tinatawag na fullerite. Upang ang mga molekula ng C 60 ay sistematikong matatagpuan sa espasyo, tulad ng kanilang mga atomo, dapat silang konektado sa isa't isa. Ang bono sa pagitan ng mga molekula sa isang kristal ay dahil sa pagkakaroon ng mahinang puwersa ng van der Waals. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa isang de-koryenteng neutral na molekula, ang negatibong singil ng mga electron at ang positibong singil ng nucleus ay nakakalat sa kalawakan, bilang isang resulta kung saan ang mga molekula ay nakakapag-polarize sa isa't isa, sa madaling salita, sila humantong sa isang displacement sa espasyo ng mga sentro ng positibo at negatibong mga singil, na nagiging sanhi ng kanilang pakikipag-ugnayan.

Ang solid C 60 sa temperatura ng silid ay may nakasentro sa mukha na cubic lattice, na ang density ay 1.68 g/cm 3 . Sa mga temperatura sa ibaba 0 ° C, nangyayari ang isang pagbabagong-anyo sa isang cubic lattice.

Ang enthalpy ng pagbuo ng fullerene-60 ay humigit-kumulang 42.5 kJ/mol. Sinasalamin ng indicator na ito ang mababang stability nito kumpara sa graphite (0 kJ/mol) at brilyante (1.67 kJ/mol). Kapansin-pansin na habang lumalaki ang laki ng globo (habang tumataas ang bilang ng mga carbon atoms), ang enthalpy ng pagbuo ay asymptotically ay may gawi sa enthalpy ng grapayt, ito ay dahil sa ang katunayan na ang globo ay higit at higit na kahawig ng isang eroplano.

Sa panlabas, ang fullerenes ay mga pinong mala-kristal na pulbos ng itim na kulay, walang amoy. Ang mga ito ay halos hindi matutunaw sa tubig (H 2 O), ethanol (C 2 H 5 OH), acetone (C 3 H 6 O) at iba pang mga polar solvents, ngunit sa benzene (C 6 H 6), toluene (C 6 H 5). - CH 3), phenyl chloride (C 6 H 5 Cl) natutunaw na bumubuo ng mga solusyon na may kulay na pula-lila. Dapat pansinin na kapag ang isang patak ng styrene (C 8 H 8) ay idinagdag sa isang puspos na solusyon ng C 60 sa dioxane (C 4 H 8 O 2), mayroong isang agarang pagbabago sa kulay ng solusyon mula sa dilaw- kayumanggi hanggang pula-lila, dahil sa pagbuo ng complex (solvate).

Sa mga puspos na solusyon ng mga aromatic solvents, ang mga fullerenes sa mababang temperatura ay bumubuo ng isang precipitate - isang kristal na solvate ng anyo C 60 Xn, kung saan ang X ay benzene (C 6 H 6), toluene (C 6 H 5 -CH 3), styrene (C 8 H 8), ferrocene (Fe(C 5 H 5) 2) at iba pang mga molekula.

Ang enthalpy ng dissolution ng fullerene sa karamihan ng mga solvents ay positibo; habang tumataas ang temperatura, ang solubility, bilang panuntunan, ay lumalala.

Ang pag-aaral ng pisikal at kemikal na mga katangian ng fullerene ay isang pangkasalukuyan na kababalaghan, dahil ang tambalang ito ay nagiging mahalagang bahagi ng ating buhay. Sa kasalukuyan, tinatalakay ang mga ideya ng paggamit ng fullerenes sa paglikha ng mga photodetector at optoelectronic device, growth catalysts, brilyante at mala-diyamante na pelikula, superconducting na materyales, at pati na rin bilang mga tina para sa mga copier. Ang mga fullerenes ay ginagamit sa synthesis ng mga metal at haluang metal na may pinahusay na mga katangian.

Ang mga fullerenes ay binalak na gamitin bilang batayan para sa paggawa ng mga baterya ng imbakan. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga bateryang ito ay batay sa reaksyon ng hydrogenation, ang mga ito sa maraming aspeto ay katulad ng laganap na mga baterya na nakabatay sa nikel, gayunpaman, hindi katulad ng huli, mayroon silang kakayahang mag-imbak ng ilang beses na mas tiyak na halaga ng hydrogen. Bilang karagdagan, ang mga bateryang ito ay may mas mataas na kahusayan, magaan ang timbang, at kaligtasan sa kapaligiran at kalusugan kumpara sa mga pinaka-advanced na baterya ng lithium sa mga tuntunin ng mga katangiang ito. Ang mga fullerene na baterya ay maaaring malawakang gamitin sa pagpapagana ng mga personal na computer at hearing aid.

Ang malaking pansin ay binabayaran sa problema ng paggamit ng fullerenes sa gamot at pharmacology. Ang ideya ng paglikha ng mga gamot na anti-cancer batay sa nalulusaw sa tubig na mga endohedral compound ng fullerenes na may radioactive isotopes ay isinasaalang-alang.

Gayunpaman, ang paggamit ng mga fullerenes ay limitado sa kanilang mataas na gastos, na dahil sa pagiging matrabaho ng synthesis ng isang fullerene mixture, pati na rin ang multi-stage na paghihiwalay ng mga indibidwal na sangkap mula dito.

Ang Fullerene ay isang molecular compound na kabilang sa klase ng allotropic forms ng carbon at kumakatawan sa convex closed polyhedra na binubuo ng kahit na bilang ng tatlong-coordinated na carbon atoms. Tinutukoy ng natatanging istraktura ng fullerenes ang kanilang natatanging katangiang pisikal at kemikal.

Iba pang anyo ng carbon: graphene, carbyne, diamond, fullerene, carbon nanotubes, whiskers.

Paglalarawan at istraktura ng fullerene:

Ang fullerene, buckyball, o buckyball ay isang molecular compound na kabilang sa klase ng mga allotropic form. carbon at kumakatawan sa convex closed polyhedra, na binubuo ng pantay na bilang ng tatlong-coordinated na carbon atoms.

Ang Fullerenes ay pinangalanan sa ganitong paraan pagkatapos ng engineer at arkitekto na si Richard Buckminster Fuller, na nagdisenyo at nagtayo ng spatial na istraktura ng "geodesic dome", na isang hemisphere na binuo mula sa tetrahedra. Ang disenyong ito ay nagdala ng mas buong internasyonal na pagkilala at katanyagan. Ngayon, ayon sa kanyang mga pag-unlad, ang mga domed house ay binuo at itinatayo. Ang Fullerene sa istraktura at hugis nito ay kahawig ng mga konstruksyon na ito ni Richard Buckminster Fuller.

Tinutukoy ng natatanging istraktura ng fullerenes ang kanilang natatanging katangiang pisikal at kemikal. Sa kumbinasyon ng iba pang mga sangkap, ginagawa nilang posible na makakuha ng mga materyales na may panimula na mga bagong katangian.

Sa fullerene molecules, atoms carbon matatagpuan sa mga vertice ng hexagons at pentagons na bumubuo sa ibabaw ng isang sphere o ellipsoid. Ang pinaka-symmetrical at pinaka-ganap na pinag-aralan na kinatawan ng fullerene family ay fullerene (C 60), kung saan ang carbon atoms ay bumubuo ng isang pinutol na icosahedron na binubuo ng 20 mga heksagono at 12 pentagons at kahawig ng isang soccer ball (bilang isang perpektong hugis, napakabihirang sa kalikasan).

Ang susunod na pinakakaraniwan ay ang C 70 fullerene, na naiiba sa C 60 fullerene sa pamamagitan ng pagpasok ng sinturon ng 10 atomo carbon papunta sa ekwador na rehiyon C 60 , bilang isang resulta kung saan ang C 60 fullerene molecule ay pinahaba at kahawig ng isang rugby ball sa hugis nito.

Ang tinatawag na mas mataas na fullerenes na naglalaman ng mas malaking bilang ng mga carbon atoms (hanggang sa 400 o higit pa) ay nabuo sa mas maliit na halaga at kadalasan ay may medyo kumplikadong isomeric na komposisyon. Kabilang sa mga pinaka-pinag-aralan na mas mataas na fullerenes, maaaring isa-isa ng isa ang C n, Saan n= 74, 76, 78, 80, 82 at 84.

Ang koneksyon sa pagitan ng mga vertices, mga gilid at mga mukha ng isang fullerene ay maaaring ipahayag ng isang mathematical formula ayon sa Euler theorem para sa polyhedra:

V - P + G = 2,

kung saan ang B ay ang bilang ng mga vertices ng convex polyhedron, ang P ay ang bilang ng mga gilid nito, at ang Γ ay ang bilang ng mga mukha.

Ang isang kinakailangang kondisyon para sa pagkakaroon ng isang convex polyhedron ayon sa Euler's theorem (at, nang naaayon, para sa pagkakaroon ng isang fullerene na may isang tiyak na istraktura at hugis) ay ang pagkakaroon ng eksaktong 12 pentagonal na mukha at B /2 — 10 mga mukha.

Ang posibilidad ng pagkakaroon ng fullerene ay hinulaan ng mga siyentipikong Hapon noong 1971, ang teoretikal na pagbibigay-katwiran ay ginawa ng mga siyentipikong Sobyet noong 1973. Ang Fullerene ay unang na-synthesize noong 1985 sa USA.

Halos lahat ng fullerene ay nakuha sa artipisyal na paraan. Sa kalikasan, ito ay matatagpuan sa napakaliit na dami. Ito ay nabuo sa panahon ng pagkasunog ng natural na gas at kidlat, at matatagpuan din sa napakaliit na dami sa shungites, fulgurites, meteorites at bottom sediments, na ang edad ay umabot sa 65 milyong taon.

Mga compound ng Fullerene:

Ang Fullerene ay madaling pumasok sa mga compound kasama ng iba pang mga elemento ng kemikal. Sa kasalukuyan, higit sa 3 libong bago at derivative compound ang na-synthesize batay sa fullerenes.

Kung ang molekula ng fullerene, bilang karagdagan sa mga atomo ng carbon, ay may kasamang mga atomo ng iba pang mga elemento ng kemikal, kung gayon kung ang mga atomo ng iba pang mga elemento ng kemikal ay matatagpuan sa loob ng hawla ng carbon, ang mga naturang fullerenes ay tinatawag na endohedral, kung sa labas - exohedral.

Mga kalamangan at katangian ng fullerene:

- ang mga materyales na may paggamit ng fullerenes ay tumaas ang lakas, wear resistance, thermal at chemical stability at nabawasan ang abrasion,

– ginagawang posible ng mga mekanikal na katangian ng fullerenes na gamitin ang mga ito bilang isang napakabisang antifriction solid lubricant. Sa ibabaw ng mga counterbodies, bumubuo sila ng proteksiyon na fullerene-polymer film na sampu at daan-daang nanometer ang kapal, na nagpoprotekta laban sa thermal at oxidative degradation, pinatataas ang buhay ng mga friction unit sa mga emergency na sitwasyon ng 3-8 beses, pinatataas ang thermal stability ng mga pampadulas hanggang 400-500 ° C at ang kapasidad ng pagdadala ng mga yunit ng friction ng 2-3 beses, pinalawak ang hanay ng presyon ng pagtatrabaho ng mga yunit ng friction ng 1.5-2 beses, binabawasan ang oras ng pagtakbo ng mga counterbodies,

– ang mga fullerenes ay nakakapag-polymerize at bumubuo ng mga manipis na pelikula,

– isang matalim na pagbaba sa transparency ng fullerene solution kapag ang optical radiation intensity ay lumampas sa isang tiyak na kritikal na halaga dahil sa nonlinear optical properties,

– ang posibilidad ng paggamit ng fullerenes bilang batayan para sa nonlinear optical shutters na ginagamit upang protektahan ang mga optical device mula sa matinding optical radiation,

- Ang fullerenes ay may kakayahang magpakita ng mga katangian ng isang antioxidant o isang oxidizing agent. Bilang mga antioxidant nilalampasan nila ang pagkilos ng lahat ng kilalang antioxidant ng 100-1000 beses. Ang mga eksperimento ay isinagawa sa mga daga na pinakain ng fullerenes sa langis ng oliba. Kasabay nito, ang mga daga ay nabuhay nang dalawang beses nang mas mahaba kaysa sa dati, at, bukod dito, ay nagpakita ng mas mataas na pagtutol sa pagkilos ng mga nakakalason na kadahilanan,

– ay isang semiconductor na may band gap na ~1.5 eV at ang mga katangian nito sa maraming paraan ay katulad ng sa iba pang mga semiconductors,

– Ang C60 fullerenes, na kumikilos bilang isang ligand, ay nakikipag-ugnayan sa alkali at ilang iba pang mga metal. Sa kasong ito, ang mga kumplikadong compound ng komposisyon na Me 3 C60 ay nabuo, na may mga katangian ng superconductor.

Mga katangian ng molekula ng Fullerene*:

* para sa C60 fullerene.

Pagkuha ng fullerenes:

Ang mga pangunahing paraan upang makakuha ng fullerenes ay:

– pagkasunog ng mga graphite electrodes sa isang electric arc sa isang helium na kapaligiran sa mababang presyon,

- mga gamot at paghahanda sa parmasyutiko,

- mga geomodifier ng friction,

- mga pampaganda,

- bilang isang additive upang makuha gawa ng tao diamante paraan ng mataas na presyon. Ang ani ng mga diamante ay tumaas ng 30%,

Awtomatikong machine milking system para sa mga baka "Sti...

quantum computer

Electric bus na may dynamic na recharging...

Masungit na laptop batay sa Elbrus-1C+...

nababaluktot na bato

Ang pinaka-epektibong paraan upang makakuha ng fullerenes ay batay sa thermal decomposition ng grapayt. Sa katamtamang pag-init ng grapayt, ang bono sa pagitan ng mga indibidwal na layer ng grapayt ay nasira, ngunit ang evaporating na materyal ay hindi nabubulok sa mga indibidwal na atomo. Sa kasong ito, ang evaporated layer ay binubuo ng magkakahiwalay na mga fragment, na isang kumbinasyon ng mga hexagons. Ang mga fragment na ito ay bumubuo ng C60 molecule at iba pang fullerenes. Para sa agnas ng grapayt sa paggawa ng fullerenes, ang resistive at high-frequency na pag-init ng isang graphite electrode, combustion of hydrocarbons, laser irradiation ng ibabaw ng graphite, ang pagsingaw ng graphite sa pamamagitan ng isang nakatutok na sunbeam ay ginagamit. Ang mga prosesong ito ay isinasagawa sa isang buffer gas, na karaniwang helium. Kadalasan, upang makakuha ng fullerenes, isang arc discharge na may mga graphite electrodes sa isang helium na kapaligiran ay ginagamit. Ang pangunahing papel ng helium ay nauugnay sa paglamig ng mga fragment na may mataas na antas ng vibrational excitation, na pumipigil sa kanila mula sa pagsasama-sama sa mga matatag na istruktura. Ang pinakamainam na presyon ng helium ay nasa hanay na 50-100 Torr.

Ang batayan ng pamamaraan ay simple: isang electric arc ay ignited sa pagitan ng dalawang graphite electrodes, kung saan ang anode evaporates. Ang uling ay idineposito sa mga dingding ng reaktor, na naglalaman ng 1 hanggang 40% (depende sa geometrical at teknolohikal na mga parameter) ng fullerenes. Para sa pagkuha ng fullerenes mula sa fullerene-containing soot, paghihiwalay at paglilinis, likidong pagkuha at column chromatography ay ginagamit. Sa unang yugto, ang soot ay ginagamot sa isang non-polar solvent (toluene, xylene, carbon disulfide). Ang kahusayan sa pagkuha ay sinisiguro sa pamamagitan ng paggamit ng isang Soxhlet apparatus o sonication. Ang nagresultang solusyon ng fullerenes ay pinaghihiwalay mula sa namuo sa pamamagitan ng pagsasala at centrifugation, ang solvent ay distilled off o evaporated. Ang solid precipitate ay naglalaman ng pinaghalong fullerenes na natunaw sa iba't ibang antas ng solvent. Ang paghihiwalay ng mga fullerenes sa mga indibidwal na compound ay isinasagawa sa pamamagitan ng column liquid chromatography o high pressure liquid chromatography. Ang kumpletong pag-alis ng solvent residue mula sa solid fullerene sample ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghawak sa temperatura na 150-250 °C sa ilalim ng mga dynamic na kondisyon ng vacuum sa loob ng ilang oras. Ang isang karagdagang pagtaas sa kadalisayan ay nakakamit sa pamamagitan ng subliming purified sample

8. Mga prospect para sa praktikal na paggamit ng fullerenes at fullerite

Ang pagtuklas ng fullerenes ay humantong na sa paglikha ng mga bagong sangay ng solid state physics at chemistry (stereochemistry). Ang biological na aktibidad ng fullerenes at ang kanilang mga derivatives ay aktibong pinag-aaralan. Ipinakita na ang mga kinatawan ng klase na ito ay may kakayahang pagbawalan ang iba't ibang mga enzyme, maging sanhi ng tiyak na cleavage ng mga molekula ng DNA, itaguyod ang paglipat ng mga electron sa pamamagitan ng mga biological membrane, at aktibong lumahok sa iba't ibang mga proseso ng redox sa katawan. Nagsimula ang trabaho sa pag-aaral ng metabolismo ng fullerenes, ang espesyal na pansin ay binabayaran sa mga katangian ng antiviral. Ito ay ipinakita, sa partikular, na ang ilang fullerene derivatives ay may kakayahang pigilan ang protease ng AIDS virus. Ang ideya ng paglikha ng mga anti-cancer na gamot batay sa nalulusaw sa tubig na mga endohedral compound ng fullerenes na may radioactive isotopes ay malawakang tinalakay. Ngunit dito ay higit na tatalakayin natin ang mga prospect para sa paggamit ng mga fullerene na materyales sa engineering at electronics.

Posibilidad ng pagkuha ng mga superhard na materyales at diamante. Malaki ang pag-asa sa mga pagtatangka na gumamit ng fullerene, na may bahagyang sp^3 hybridization, bilang isang feedstock na pumapalit sa graphite sa synthesis ng mga diamante na angkop para sa teknikal na paggamit. Ang mga Japanese researcher na nag-aral ng epekto ng pressure sa fullerene sa hanay na 8-53 GPa ay nagpakita na ang fullerene-diamond transition ay nagsisimula sa isang pressure na 16 GPa at isang temperatura na 380 K, na mas mababa kaysa

para sa graphite-diamond transition. Ito ay ipinapakita na ito ay posible na

malalaking (hanggang sa 600-800 microns) na mga diamante sa temperatura na 1000 °C at mga presyon hanggang 2 GPa. Ang output ng malalaking diamante sa kasong ito ay umabot sa 33 wt. %. Ang mga linya ng scattering ng Raman sa dalas na 1331 cm^-1 ay may lapad na 2 cm^-1, na nagpapahiwatig ng mataas na kalidad ng mga nakuhang diamante. Ang posibilidad ng pagkuha ng superhard pressure-polymerized fullerite phase ay aktibong pinag-aaralan din.

Fullerenes bilang precursors para sa paglago ng mga pelikulang brilyante at silicon carbide. Ang mga pelikula ng wide-gap semiconductors, tulad ng brilyante at silicon carbide, ay nangangako na gamitin sa mataas na temperatura, high-speed electronics at optoelectronics, kabilang ang ultraviolet range. Ang halaga ng naturang mga aparato ay nakasalalay sa pagbuo ng malawak na gap film chemical deposition (CVD) na mga pamamaraan at ang pagiging tugma ng mga pamamaraang ito sa karaniwang teknolohiya ng silikon. Ang pangunahing problema sa paglaki ng mga pelikulang brilyante ay ang direktang reaksyon sa kahabaan ng landas ng pagbuo ng yugto sp^3, at Hindi sp^2. Mukhang epektibo ang paggamit ng fullerenes sa dalawang direksyon: pagtaas ng rate ng pagbuo ng mga sentro ng nucleation ng brilyante sa substrate at paggamit sa mga ito bilang angkop na "mga bloke ng gusali" para sa lumalaking diamante sa yugto ng gas. Ipinakita na ang fragmentation ng C60 sa C2, na angkop na mga materyales para sa paglaki ng mga kristal na brilyante. Nakakuha ang MER Corporation ng mga de-kalidad na diamante na pelikula na may rate ng paglago na 0.6 µm/h gamit ang mga fullerenes bilang growth at nucleation precursors. Hinuhulaan ng mga may-akda na ang mataas na rate ng paglago na ito ay makabuluhang bawasan ang halaga ng mga diamante ng CVD. Ang isang makabuluhang kalamangan ay ang mga fullerenes ay nagpapadali sa mga proseso ng pagtutugma ng mga parameter ng sala-sala sa panahon ng heteroepitaxy, na ginagawang posible na gumamit ng mga materyales sa IR bilang mga substrate.

Sa kasalukuyan, ang mga kasalukuyang proseso para sa paggawa ng silicon carbide ay nangangailangan ng paggamit ng mga temperatura hanggang sa 1500 °C, na hindi gaanong katugma sa karaniwang teknolohiya ng silikon. Gayunpaman, gamit ang fullerenes, ang silicon carbide ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagdeposito ng isang C60 film sa isang silicon substrate na may karagdagang pagsusubo sa temperatura na hindi hihigit sa 800-900 ° C sa isang rate ng paglago na 0.01 nm/s sa isang Si substrate.

Fullerenes bilang isang materyal para sa lithography. Dahil sa kakayahang mag-polymerize sa ilalim ng pagkilos ng isang laser o electron beam at bumuo ng isang phase na hindi matutunaw sa mga organikong solvent, ang kanilang paggamit bilang isang paglaban para sa submicron lithography ay promising. Kasabay nito, ang mga fullerene na pelikula ay nakatiis ng makabuluhang pag-init, hindi nakakahawa sa substrate, at pinapayagan ang dry development.

Fullerenes bilang mga bagong materyales para sa nonlinear na optika. Ang mga materyales na naglalaman ng fullerene (mga solusyon, polimer, likido na may mataas na nonlinear na optical na katangian ay nangangako na gamitin bilang optical limiter (attenuators) ng matinding laser radiation; photorefractive media para sa pagre-record ng mga dynamic na hologram; frequency converter; phase conjugation device.

Ang pinaka-pinag-aralan na lugar ay ang paglikha ng optical power limiters batay sa mga solusyon at solidong solusyon ng C60. Ang epekto ng nonlinear transmission limitation ay nagsisimula sa humigit-kumulang 0.2 - 0.5 J/cm^2, ang antas ng saturated optical transmission ay tumutugma sa 0.1 - 0.12 J/cm 2 . Habang tumataas ang konsentrasyon sa solusyon, bumababa ang antas ng limitasyon ng density ng enerhiya. Halimbawa, sa haba ng landas sa sample na 10 mm (collimated beam) at mga konsentrasyon ng isang C60 solution sa toluene na 1*10^-4, 1.65*10^-4, at 3.3*10^-4 M, ang Ang saturated transmission ng optical limiter ay naging 320, 165, at 45 mJ/cm 2 ayon sa pagkakabanggit. Ipinakita na sa isang wavelength na 532 nm para sa iba't ibang tagal ng pulso t (500 fs, 5 ps, 10 nsec), ang nonlinear optical na limitasyon ay nagpapakita ng sarili sa mga density ng enerhiya na 2, 9, at 60 mJ/cm^2. Sa mataas na densidad ng enerhiya ng input (higit sa 20 J/cm^2), bilang karagdagan sa epekto ng nonlinear saturated absorption mula sa excited level, ang beam defocusing sa sample ay sinusunod, na nauugnay sa nonlinear absorption, isang pagtaas sa sample temperatura, at pagbabago sa refractive index sa rehiyon ng beam passage. Para sa mas mataas na fullerenes, ang gilid ng absorption spectra ay lumilipat sa mas mahabang wavelength, na ginagawang posible na makakuha ng isang optical na limitasyon sa n = 1.064 μm.

Upang lumikha ng isang solid-state optical limiter, mahalagang ipasok ang fullerenes sa isang solid-state matrix habang pinapanatili ang molekula sa kabuuan at bumubuo ng isang homogenous na solidong solusyon. Kinakailangan din na pumili ng isang matrix na may mataas na paglaban sa radiation, mahusay na transparency, at mataas na kalidad ng optical. Ang mga polymer at malasalamin na materyales ay ginagamit bilang solid-state matrice. Ang matagumpay na paghahanda ng isang solidong solusyon ng C60 sa SiO 2 batay sa paggamit ng teknolohiyang sol-gel ay iniulat. Ang mga sample ay may optical limit na 2-3 mJ/cm^2 at isang damage threshold na higit sa 1 J/sv^2. Ang isang optical limiter sa isang polystyrene matrix ay inilarawan din at ipinapakita na sa kasong ito ang epekto ng optical limiting ay 5 beses na mas mahusay kaysa sa C60 sa solusyon. Kapag ang fullerenes ay ipinakilala sa laser phosphate na baso, ipinakita na ang C60 at C70 fullerenes sa mga baso ay hindi nasisira, at ang mekanikal na lakas ng mga baso na may doped na fullerenes ay mas mataas kaysa sa purong baso.

Ang isang kawili-wiling aplikasyon ng nonlinear-optical na paglilimita ng kapangyarihan ng radiation ay ang paggamit ng fullerenes sa laser cavity upang sugpuin ang spike regime sa panahon ng self-locking ng mga mode. Ang mataas na antas ng nonlinearity ng isang medium na may fullerenes ay maaaring gamitin bilang isang bistable na elemento para sa pulse compression sa nanosecond na hanay ng mga tagal.

Ang pagkakaroon ng fullerenes sa elektronikong istraktura pi-Ang mga electronic system ay humahantong, gaya ng nalalaman, sa isang malaking halaga ng nonlinear na pagkamaramdamin, na nagmumungkahi ng posibilidad na lumikha ng mahusay na mga generator ng ikatlong optical harmonic. Ang pagkakaroon ng mga non-zero na bahagi ng nonlinear suceptibility tensor x (3) ay isang kinakailangang kondisyon para sa pagpapatupad ng proseso ng pagbuo ng ikatlong harmonic, ngunit para sa praktikal na paggamit nito na may kahusayan ng sampu-sampung porsyento, kinakailangan na magkaroon ng phase matching sa medium. Efficient Generation

ay maaaring makuha sa mga layered na istruktura na may quasi-phase na pagtutugma ng mga nag-uugnay na alon. Ang mga layer na naglalaman ng fullerene ay dapat magkaroon ng kapal na katumbas ng magkakaugnay na haba ng pakikipag-ugnayan, at ang mga layer na naghihiwalay sa mga ito na may halos zero cubic susceptibility ay dapat magkaroon ng kapal na nagsisiguro ng pagbabago ng phase sa pamamagitan ng pi sa pagitan ng radiation ng pangunahing dalas at ang ikatlong maharmonya.

Fullerenes bilang bagong semiconductor at nanostructural na materyales. Ang mga fullerite bilang semiconductors na may band gap na humigit-kumulang 2 eV ay maaaring gamitin upang lumikha ng field effect transistor, photovoltaic device, solar cell, at may mga halimbawa ng naturang paggamit. Gayunpaman, halos hindi sila maaaring makipagkumpitensya sa mga tuntunin ng mga parameter sa mga maginoo na device na may advanced na teknolohiya batay sa Si o GaAs. Ang higit na maaasahan ay ang paggamit ng fullerene molecule bilang isang handa na nanoscale object para sa paglikha ng nanoelectronic na mga aparato at mga aparato batay sa mga bagong pisikal na prinsipyo.

Ang isang fullerene molecule, halimbawa, ay maaaring ilagay sa ibabaw ng isang substrate sa isang paunang natukoy na paraan gamit ang isang scanning tunneling (STM) o atomic force (AFM) microscope at ginamit bilang isang paraan ng pagtatala ng impormasyon. Upang basahin ang impormasyon, ang ibabaw ay ini-scan gamit ang parehong probe. Kasabay nito, ang 1 bit ng impormasyon ay ang pagkakaroon o kawalan ng isang molekula na may diameter na 0.7 nm, na ginagawang posible upang makamit ang isang record density ng pag-record ng impormasyon. Ang ganitong mga eksperimento ay isinasagawa sa Bell. Ang kawili-wili para sa mga promising memory device ay ang mga endohedral complex ng mga rare earth elements gaya ng terbium, gadolinium, at dysprosium, na may malalaking magnetic moment. Ang isang fullerene na naglalaman ng tulad ng isang atom ay dapat magkaroon ng mga katangian ng isang magnetic dipole, ang oryentasyon nito ay maaaring kontrolin ng isang panlabas na magnetic field. Ang mga complex na ito (sa anyo ng isang sub-monolayer film) ay maaaring magsilbing batayan ng isang magnetic storage medium na may recording density na hanggang 10^12 bit/cm^2 (para sa paghahambing, ang mga optical disc ay maaaring makamit ang isang surface recording density. ng 10^8 bit/cm^2).

Larawan 12 . Schematic diagram ng isang single-molecule transistor sa C60 molecule

Ang mga pisikal na prinsipyo ay binuo para sa paglikha ng isang analog ng isang transistor batay sa isang solong molekula ng fullerene, na maaaring magsilbi bilang isang amplifier sa hanay ng nanoampere ( kanin. 12). Ang dalawang puntong nanocontact ay matatagpuan sa layo na humigit-kumulang 1-5 nm sa isang bahagi ng molekula ng C60. Ang isa sa mga electrodes ay ang pinagmulan, ang isa ay gumaganap ng papel ng isang alisan ng tubig. Ang ikatlong elektrod (grid) ay isang maliit na piezoelectric na kristal at dinadala sa distansya ng van der Waals sa kabilang panig ng molekula. Ang input signal ay inilapat sa piezoelectric elemento (tip), na deforms ang molecule na matatagpuan sa pagitan ng mga electrodes - source at drain, at modulates ang conductivity ng intramolecular transition. Ang transparency ng molecular current flow channel ay depende sa antas ng smearing ng wave functions ng metal sa rehiyon ng fullerene molecule. Ang isang simpleng modelo ng transistor effect na ito ay isang tunneling barrier na ang taas ay binago nang hiwalay sa lapad nito, ibig sabihin, ang C60 molecule ay ginagamit bilang natural na tunneling barrier. Ang dapat na bentahe ng naturang elemento ay ang maliit na sukat at napakaikling oras ng paglipad ng mga electron sa tunnel mode kumpara sa ballistic case, kaya ang mas mabilis na pagtugon ng aktibong elemento. Ang posibilidad ng pagsasama, ibig sabihin, ang paglikha ng higit sa isang aktibong elemento sa bawat molekula ng C60, ay isinasaalang-alang.

Carbon nanoparticle at nanotubes

Kasunod ng pagtuklas ng C60 at C70 fullerenes, sa pag-aaral ng mga produktong nakuha sa pamamagitan ng pagkasunog ng graphite sa isang electric arc o isang malakas na laser beam, natagpuan ang mga particle, na binubuo ng mga carbon atom, na may tamang hugis at sukat mula sampu hanggang daan-daang nanometer at, samakatuwid, ay pinangalanan bilang karagdagan sa fullerenes. pati na rin ang mga nanopartikel .

Ang tanong ay lumitaw kung bakit napakatagal upang matuklasan ang mga fullerenes na nakuha mula sa isang karaniwang materyal tulad ng grapayt? Mayroong dalawang pangunahing dahilan: una, ang covalent bond ng mga carbon atoms ay napakalakas: upang masira ito, ang mga temperatura sa itaas 4000 ° C ay kinakailangan; pangalawa, ang kanilang pagtuklas ay nangangailangan ng napaka sopistikadong kagamitan - mga high-resolution transmission electron microscope. Tulad ng alam na ngayon, ang mga nanoparticle ay maaaring magkaroon ng pinaka kakaibang mga hugis. Ang iba't ibang mga pagbuo ng carbon ay ipinakita sa mga kilalang anyo. Mula sa isang praktikal na pananaw, para sa nanoelectronics, na ngayon ay pinapalitan ang microelectronics, ang mga nanotubes ay ang pinakamalaking interes. Ang mga carbon formation na ito ay natuklasan noong 1991 ng Japanese scientist na si S. Ijima. Ang mga nanotube ay mga end graphite plane na pinagsama sa anyo ng isang silindro; maaari silang maging open-ended o closed-ended. Ang mga pormasyon na ito ay kawili-wili din mula sa isang purong siyentipikong pananaw, bilang isang modelo ng mga one-dimensional na istruktura. Sa katunayan, ang mga single-layer nanotubes na may diameter na 9 A (0.9 nm) ay natuklasan na ngayon. Sa lateral surface, ang mga carbon atom, tulad ng sa graphite plane, ay matatagpuan sa mga node ng hexagons, ngunit sa mga tasa na nagsasara ng mga cylinder mula sa mga dulo, ang mga pentagon at triangles ay maaari ding umiral. Kadalasan, ang mga nanotubes ay nabuo sa anyo ng mga coaxial cylinder.

Ang pangunahing kahirapan sa pag-aaral ng mga katangian ng mga pagbuo ng nanotube ay na sa kasalukuyan ay hindi sila makukuha sa mga macroscopic na dami upang ang mga axial axes ng mga tubo ay codirectional. Tulad ng nabanggit na, ang maliit na diameter na nanotubes ay nagsisilbing isang mahusay na modelo para sa pag-aaral ng mga tampok ng isang-dimensional na istruktura. Maaaring asahan na ang mga nanotubes, tulad ng graphite, ay mahusay na conductor ng electric current at, posibleng, ay mga superconductor. Ang pananaliksik sa mga direksyong ito ay isang bagay para sa malapit na hinaharap.

FULLERENES - ISANG BAGONG ALLOTROPIK NA ANYO NG CARBON

1. TEORETIKAL NA SEKSYON

1.1. Mga kilalang allotropic na anyo ng carbon

Hanggang kamakailan, nalaman na ang carbon ay bumubuo ng tatlong allotropic form: brilyante, grapayt at carbine. Allotropy, mula sa Griyego. Allos - iba, tropos - pagliko, ari-arian, pagkakaroon ng parehong elemento sa anyo ng mga istruktura na naiiba sa mga katangian at istraktura.Sa kasalukuyan, ang ikaapat na allotropic na anyo ng carbon ay kilala, ang tinatawag na fullerene (polyatomic carbon molecules C n).

Ang pinagmulan ng terminong "fullerene" ay nauugnay sa pangalan ng Amerikanong arkitekto na si Richard Buckminster Fuller, na nagdisenyo ng mga istrukturang hemispherical na arkitektural na binubuo ng mga hexagons at pentagons.

Noong kalagitnaan ng 1960s, nagtayo si David Jones ng mga saradong spheroidal cage mula sa mga layer ng grapayt na nakatiklop sa kakaibang paraan. Ipinakita na ang isang pentagon ay maaaring isang depekto na naka-embed sa hexagonal na sala-sala ng ordinaryong grapayt at humahantong sa pagbuo ng isang kumplikadong hubog na ibabaw.

Noong unang bahagi ng 1970s, iminungkahi ng organic physicist na si E. Osawa ang pagkakaroon ng isang guwang, mataas na simetriko na molekula ng C 60 na may istraktura sa anyo ng isang pinutol na icosahedron, katulad ng isang bola ng soccer. Maya-maya (1973), ang mga siyentipikong Ruso na si D.A. Bochvar at E.G. Ginawa ni Galperin ang unang teoretikal na quantum-chemical kalkulasyon ng naturang molekula at pinatunayan ang katatagan nito.

Noong 1985, isang pangkat ng mga siyentipiko: G. Kroto (England, University of Sussex), Heath, 0"Brien, R.F. Curl at R. Smalley (USA, Rice University) ang nakatuklas ng fullerene molecule sa pag-aaral ng mass spectra ng graphite vapor pagkatapos ng laser irradiation ng solid sample.

Ang unang paraan upang makuha at ihiwalay ang solid crystalline fullerene ay iminungkahi noong 1990 nina W. Kretschmer at D. Huffman at mga kasamahan sa Institute of Nuclear Physics sa Heidelberg (Germany).

Noong 1991, ang Japanese scientist na si Ijima sa unang pagkakataon ay naobserbahan ang iba't ibang mga istraktura gamit ang isang polar ion microscope, na binubuo, tulad ng sa kaso ng grapayt, ng anim na miyembro na mga singsing ng carbon: nanotubes, cones, nanoparticle.

Noong 1992, natuklasan ang mga natural na fullerenes sa isang natural na carbon mineral - shungite (nakuha ng mineral na ito ang pangalan nito mula sa pangalan ng nayon ng Shunga sa Karelia).

Noong 1997, R.E.

Isaalang-alang natin ang istraktura ng mga allotropic na anyo ng carbon: brilyante, grapayt at carbine.

brilyante - Ang bawat carbon atom sa istraktura ng brilyante ay matatagpuan sa gitna ng isang tetrahedron, ang mga vertice nito ay ang apat na pinakamalapit na atomo. Ang mga kalapit na atom ay magkakaugnay ng mga covalent bond (sp 3 hybridization). Tinutukoy ng istrukturang ito ang mga katangian ng brilyante bilang ang pinakamatigas na sangkap na kilala sa Earth.

Graphite nakakahanap ng malawak na aplikasyon sa isang malawak na iba't ibang mga lugar ng aktibidad ng tao, mula sa paggawa ng lapis ay humahantong sa neutron moderation unit sa mga nuclear reactor. Ang mga carbon atom sa kristal na istraktura ng grapayt ay magkakaugnay sa pamamagitan ng malakas na covalent bond (sp 2 - hybridization) at bumubuo ng mga hexagonal na singsing, na, sa turn, ay bumubuo ng isang malakas at matatag na mesh na katulad ng isang pulot-pukyutan. Ang mga grid ay nakaayos ng isa sa itaas ng isa sa mga layer. Ang distansya sa pagitan ng mga atom na matatagpuan sa mga vertices ng regular na hexagons ay 0.142 nm., sa pagitan ng mga layer – 0.335 nm. Ang mga layer ay maluwag na konektado sa bawat isa. Ang ganitong istraktura - malakas na mga layer ng carbon, mahina na magkakaugnay, ay tumutukoy sa mga tiyak na katangian ng grapayt: mababang katigasan at ang kakayahang madaling mag-delaminate sa maliliit na mga natuklap.

Carbine condenses sa anyo ng isang puting carbon deposito sa ibabaw kapag ang pyrographite ay irradiated sa isang laser beam ng liwanag. Ang mala-kristal na anyo ng carbine ay binubuo ng parallel oriented chain ng carbon atoms na may sp-hybridization ng valence electron sa anyo ng mga straight macromolecules ng polyyne (-С= С-С= С-...) o cumulene (=С=С= С=...) mga uri .

Ang iba pang mga anyo ng carbon ay kilala rin, tulad ng amorphous carbon, puting carbon (chaoite), atbp. Ngunit ang lahat ng mga form na ito ay mga composite, iyon ay, isang pinaghalong maliliit na fragment ng grapayt at brilyante.

1.2.Geometry ng fullerene molecule at ang kristal na sala-sala ng fullerite

Fig.3 Fullerene C 6 molecule 0

Sa kaibahan sa brilyante, grapayt at carbine, ang fullerene ay mahalagang isang bagong anyo ng carbon. Ang C 60 molecule ay naglalaman ng mga fragment na may fivefold symmetry (pentagons), na ipinagbabawal ng kalikasan para sa mga inorganic compound. Samakatuwid, dapat itong kilalanin na ang molekula ng fullerene ay isang organikong molekula, at ang kristal na nabuo ng naturang mga molekula ( fullerite) – ito ay isang molecular crystal na isang link sa pagitan ng organic at inorganic na bagay.

Ang isang patag na ibabaw ay madaling inilatag mula sa mga regular na hexagons, ngunit ang isang saradong ibabaw ay hindi maaaring mabuo ng mga ito. Upang gawin ito, kinakailangan upang i-cut ang bahagi ng hexagonal ring at bumuo ng mga pentagons mula sa mga hiwa na bahagi. Sa fullerene, ang isang flat grid ng mga hexagons (isang graphite grid) ay nakatiklop at tinatahi sa isang closed sphere. Sa kasong ito, ang ilan sa mga hexagon ay na-convert sa mga pentagon. Ang isang istraktura ay nabuo - isang pinutol na icosahedron, na mayroong 10 axes ng simetrya ng ikatlong pagkakasunud-sunod, anim na axes ng simetrya ng ikalimang pagkakasunud-sunod. Ang bawat vertex ng figure na ito ay may tatlong pinakamalapit na kapitbahay. Ang bawat hexagon ay naghahangganan ng tatlong hexagons at tatlong pentagon, at ang bawat pentagon ay nasa hangganan lamang ng mga hexagon. Ang bawat carbon atom sa C 60 molecule ay matatagpuan sa mga vertices ng dalawang hexagons at isang pentagon at sa panimula ay hindi nakikilala sa iba pang mga carbon atom. Ang mga carbon atom na bumubuo sa globo ay pinagsama-sama ng isang malakas na covalent bond. Ang kapal ng spherical shell ay 0.1 nm, ang radius ng C 60 molecule ay 0.357 nm. Ang haba ng C-C bond sa pentagon ay 0.143 nm, sa hexagon - 0.139 nm.

Ang mga molekula ng mas mataas na fullerenes C 70 C 74 , C 76 , C 84 , C 164 , C 192 , C 216 ay mayroon ding anyo ng isang saradong ibabaw.

Fullerenes na may n< 60 оказались неустойчивыми, оказались неустойчивыми, хотя из чисто топологических соображений наименьшим возможным фуллереном является правильный додекаэдр С 20 .

Ang crystalline fullerene, na tinawag na fullerite, ay may face-centered cubic lattice (fcc), space group (Fm3m). Ang cubic lattice parameter a 0 = 1.42 nm, ang distansya sa pagitan ng pinakamalapit na kapitbahay ay 1 nm. Ang bilang ng pinakamalapit na kapitbahay sa fcc lattice ng fullerite ay –12.

Mayroong mahinang bono ng van der Waals sa pagitan ng mga molekula ng C 60 sa isang fullerite na kristal. Gamit ang pamamaraan ng nuclear magnetic resonance, napatunayan na sa temperatura ng silid ang mga molekula ng C 60 ay umiikot sa posisyon ng equilibrium na may dalas na 10 12 1/s. Kapag bumaba ang temperatura, bumabagal ang pag-ikot. Sa 249K, ang isang first-order phase transition ay sinusunod sa fullerite, kung saan ang fcc lattice (sp. gr. Fm3m) ay nagiging isang simpleng cubic one (sp. gr. Pa3). Sa kasong ito, ang dami ng fulderite ay tumataas ng 1%. Ang isang fullerite na kristal ay may density na 1.7 g/cm 3 , na mas mababa kaysa sa density ng graphite (2.3 g/cm 3 ) at brilyante (3.5 g/cm 3).

Ang molekula ng C 60 ay nananatiling matatag sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran ng argon hanggang sa mga temperatura sa pagkakasunud-sunod ng 1700 K. Ang makabuluhang oksihenasyon ay sinusunod sa 500 K sa pagkakaroon ng oxygen upang bumuo ng CO at CO 2. Sa temperatura ng silid, ang oksihenasyon ay nangyayari kapag na-irradiated ng mga photon na may enerhiya na 0.55 eV. na mas mababa kaysa sa enerhiya ng photon ng nakikitang liwanag (1.54 eV). Samakatuwid, ang purong fullerite ay dapat na naka-imbak sa dilim. Ang proseso, na tumatagal ng ilang oras, ay humahantong sa pagkasira ng fcc lattice ng fullerite at pagbuo ng isang hindi maayos na istraktura kung saan mayroong 12 oxygen atoms bawat paunang C6 molecule. Sa kasong ito, ang fullerenes ay ganap na nawala ang kanilang hugis.

1.3. Pagkuha ng fullerenes

Ang pinaka-epektibong paraan upang makakuha ng fullerenes ay batay sa thermal decomposition ng grapayt. Ang parehong electrolytic heating ng graphite electrode at laser irradiation ng graphite surface ay ginagamit. Ang 4 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang halaman para sa produksyon ng mga fullerenes, na ginamit ni W. Kretchmer. Ang graphite sputtering ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpasa ng isang kasalukuyang na may dalas na 60 Hz sa pamamagitan ng mga electrodes, ang kasalukuyang ay mula 100 hanggang 200 A, ang boltahe ay 10-20 V. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng pag-igting ng tagsibol, posible upang matiyak na ang pangunahing bahagi ng kapangyarihan ng pag-input ay inilabas sa arko, at hindi sa graphite rod. Ang silid ay puno ng helium, presyon 100 Torr. Ang rate ng pagsingaw ng grapayt sa pag-install na ito ay maaaring umabot sa 10g/W. Sa kasong ito, ang ibabaw ng tansong pambalot, na pinalamig ng tubig, ay natatakpan ng produkto ng pagsingaw ng grapayt, i.e. graphite soot. Kung ang nagresultang pulbos ay nasimot at pinananatili ng ilang oras sa kumukulong toluene, isang maitim na kayumangging likido ang makukuha. Kapag ito ay sumingaw sa isang umiikot na evaporator, isang pinong pulbos ang nakuha, ang timbang nito ay hindi hihigit sa 10% ng bigat ng orihinal na graphite soot. Naglalaman ito ng hanggang 10% fullerenes C 60 (90%) at C 70 (10). %) Ang inilarawan na paraan ng arko para sa pagkuha ng fullerenes ay pinangalanan "fullerene arc".

Sa inilarawan na paraan para sa pagkuha ng fullerenes, ang helium ay gumaganap ng papel ng isang buffer gas. Kung ikukumpara sa iba pang mga atomo, ang mga helium na atom ay pinaka-epektibong "pinapatay" ang mga oscillatory na galaw ng mga nasasabik na mga fragment ng carbon na pumipigil sa mga ito mula sa pagsasama-sama sa mga matatag na istruktura. Bilang karagdagan, ang mga atomo ng helium ay nagdadala ng enerhiya na inilabas kapag pinagsama ang mga fragment ng carbon. Ipinapakita ng karanasan na ang pinakamainam na presyon ng helium ay nasa hanay na 100 Torr. Sa mas mataas na presyon, mahirap ang pagsasama-sama ng mga fragment ng carbon.

Fig.4. Scheme ng pag-install para sa pagkuha ng fullerenes.

1 - mga electrodes ng grapayt;

2 - pinalamig na tansong bus; 3 - pambalot ng tanso,

4 - mga bukal.

Ang mga pagbabago sa mga parameter ng proseso at disenyo ng halaman ay humantong sa mga pagbabago sa kahusayan ng proseso at komposisyon ng produkto. Ang kalidad ng produkto ay nakumpirma kapwa sa pamamagitan ng mass spectrometric measurements at ng iba pang mga pamamaraan (nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance, IR spectroscopy, atbp.)

Ang isang pangkalahatang-ideya ng kasalukuyang umiiral na mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga fullerenes at mga aparato ng mga pag-install kung saan nakuha ang iba't ibang mga fullerenes ay ibinibigay sa gawain ni G.N. Churilov.

Paraan ng paglilinis at pagtuklas

Ang pinaka-maginhawa at laganap na paraan ng pagkuha ng fullerenes mula sa mga produkto ng thermal decomposition ng grapayt (mga termino: fullerene-containing condensate, fullerene-containing soot), pati na rin ang kasunod na paghihiwalay at paglilinis ng fullerenes, ay batay sa paggamit ng mga solvents at mga sorbents.

Kasama sa pamamaraang ito ang ilang yugto. Sa unang yugto, ang fullerene-containing soot ay ginagamot ng isang non-polar solvent, na benzene, toluene, at iba pang mga substance. Sa kasong ito, ang mga fullerenes, na may makabuluhang solubility sa mga solvent na ito, ay pinaghihiwalay mula sa hindi matutunaw na bahagi, ang nilalaman nito sa yugto na naglalaman ng fullerene ay karaniwang 70-80%. Ang karaniwang halaga ng solubility ng fullerenes sa mga solusyon na ginagamit para sa kanilang synthesis ay ilang tenths ng isang nunal na porsyento. Ang pagsingaw ng fullerene solution na nakuha sa ganitong paraan ay humahantong sa pagbuo ng isang itim na polycrystalline powder, na isang pinaghalong fullerenes ng iba't ibang grado. Ang isang tipikal na mass spectrum ng naturang produkto ay nagpapakita na ang fullerene extract ay 80 - 90% C 60 at 10 -15% C 70 . Bilang karagdagan, mayroong isang maliit na halaga (sa antas ng mga fraction ng isang porsyento) ng mas mataas na fullerenes, ang paghihiwalay kung saan mula sa katas ay isang medyo kumplikadong teknikal na problema. Ang fullerene extract na natunaw sa isa sa mga solvent ay ipinapasa sa isang sorbent, na maaaring aluminyo, activated carbon, o oxides (Al 2 O 3, SiO 2) na may mataas na katangian ng sorption. Ang mga fullerenes ay kinokolekta ng metal na ito at pagkatapos ay kinuha mula dito gamit ang isang purong solvent. Ang kahusayan sa pagkuha ay tinutukoy ng kumbinasyon ng sorbent-fullerene-solvent at kadalasan, kapag gumagamit ng isang tiyak na sorbent at solvent, ay kapansin-pansing nakasalalay sa uri ng fullerene. Samakatuwid, ang solvent ay dumaan sa sorbent na may fullerene adsorbed sa loob nito ay kumukuha ng mga fullerenes ng iba't ibang uri naman mula sa sorbent, na sa gayon ay madaling mahihiwalay sa isa't isa. Ang karagdagang pag-unlad ng inilarawan na teknolohiya para sa pagkuha ng paghihiwalay at paglilinis ng fullerenes, batay sa electric arc synthesis ng fullerene-containing soot at ang kasunod na paghihiwalay nito gamit ang mga sorbents at solvents, ay humantong sa paglikha ng mga pag-install na nagpapahintulot sa synthesizing C 60 sa dami ng isang gramo kada oras.

1.4 Mga katangian ng fullerenes

Ang mga kristal na fullerenes at pelikula ay mga semiconductor na may band gap na 1.2-1.9 eV at may photoconductivity. Kapag na-irradiated na may nakikitang liwanag, bumababa ang electrical resistance ng isang fullerite crystal. Ang photoconductivity ay nagtataglay hindi lamang ng purong fullerite, kundi pati na rin ng iba't ibang mga paghahalo nito sa iba pang mga sangkap. Napag-alaman na ang pagdaragdag ng mga atomo ng potassium sa mga pelikulang C 60 ay humahantong sa hitsura ng superconductivity sa 19 K.

Ang mga molekula ng fullerene, kung saan ang mga carbon atom ay naka-link sa isa't isa sa pamamagitan ng parehong single at double bond, ay mga three-dimensional na analogues ng mga aromatic na istruktura. Ang pagkakaroon ng mataas na electronegativity, kumikilos sila sa mga reaksiyong kemikal bilang malakas na ahente ng oxidizing. Sa pamamagitan ng pag-attach sa kanilang mga sarili ng mga radical na may iba't ibang kemikal na kalikasan, ang mga fullerenes ay nagagawang bumuo ng isang malawak na klase ng mga kemikal na compound na may iba't ibang katangian ng physicochemical. Halimbawa, ang mga polyfullerene na pelikula ay nakuha kamakailan kung saan ang mga molekula ng C 60 ay naka-link sa isa't isa hindi sa pamamagitan ng van der Waals, tulad ng sa isang fullerite na kristal, ngunit sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng kemikal. Ang mga plastic film na ito ay isang bagong uri ng polymer material. Ang mga kagiliw-giliw na resulta ay nakamit sa direksyon ng synthesis ng polymers batay sa fullerenes. Sa kasong ito, ang fullerene C 60 ay nagsisilbing batayan ng polymer chain, at ang koneksyon sa pagitan ng mga molekula ay isinasagawa gamit ang mga singsing na benzene. Ang istrukturang ito ay nakatanggap ng matalinghagang pangalan na "kuwerdas ng mga perlas".

Ang pagdaragdag ng mga radical na naglalaman ng mga metal ng pangkat ng platinum sa C 60 ay ginagawang posible na makakuha ng mga ferromagnetic na materyales batay sa fullerene. Alam na ngayon na higit sa isang katlo ng mga elemento ng periodic table ay maaaring ilagay sa loob ng isang molekula. Mula 60 . May mga ulat ng pagpapakilala ng mga atomo ng lanthanum, nickel, sodium, potassium, rubidium, cesium, atoms ng rare earth elements tulad ng terbium, gadolinium at dysprosium.

Ang iba't ibang physicochemical at structural na katangian ng mga compound batay sa fullerenes ay ginagawang posible na magsalita ng fullerene chemistry bilang isang bagong promising na direksyon sa organic chemistry.

1.5. Paglalapat ng fullerenes

Sa kasalukuyan, tinatalakay ng siyentipikong panitikan ang paggamit ng fullerenes para sa paglikha ng mga photodetector at optoelectronic na aparato, mga katalista ng paglago, mga pelikulang mala-diyamante at brilyante, superconducting na materyales, at bilang mga tina para sa mga copier. Ang mga fullerenes ay ginagamit para sa synthesis ng mga metal at haluang metal na may mga bagong katangian.

Ang mga fullerenes ay binalak na gamitin bilang batayan para sa paggawa ng mga baterya. Ang mga bateryang ito, na ang prinsipyo ay batay sa reaksyon ng pagdaragdag ng hydrogen, sa maraming aspeto ay katulad ng malawakang ginagamit na mga baterya ng nickel, gayunpaman, hindi katulad ng huli, mayroon silang kakayahang mag-imbak ng halos limang beses ng tiyak na halaga ng hydrogen. Bilang karagdagan, ang mga naturang baterya ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mataas na kahusayan, magaan ang timbang, at kaligtasan sa kapaligiran at kalusugan kumpara sa mga pinaka-advanced na lithium-based na baterya sa mga tuntunin ng mga katangiang ito. Ang mga naturang baterya ay maaaring malawakang gamitin sa pagpapagana ng mga personal na computer at hearing aid.

Ang mga solusyon ng fullerenes sa non-polar solvents (carbon disulfide, toluene, benzene, carbon tetrachloride, decane, hexane, pentane) ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga nonlinear optical na katangian, na nagpapakita mismo, lalo na, sa isang matalim na pagbaba sa transparency ng solusyon sa ilalim ilang kundisyon. Binubuksan nito ang posibilidad ng paggamit ng fullerenes bilang batayan para sa mga optical shutter na naglilimita sa intensity ng laser radiation.

May posibilidad na gumamit ng fullerenes bilang batayan para sa paglikha ng isang memory medium na may napakataas na density ng impormasyon. Ang mga fullerenes ay maaaring gamitin bilang mga additives para sa rocket fuels at lubricants.

Maraming pansin ang binabayaran sa problema ng paggamit ng fullerenes sa gamot at pharmacology. Ang ideya ng paglikha ng mga gamot na anticancer batay sa nalulusaw sa tubig na mga endohedral compound ng fullerenes na may radioactive isotopes ay tinalakay. ( Ang mga endohedral compound ay mga fullerene molecule na naglalaman ng isa o higit pang mga atom ng isang elemento). Ang mga kondisyon para sa synthesis ng mga antiviral at anticancer na gamot batay sa fullerenes ay matatagpuan. Isa sa mga kahirapan sa paglutas ng mga problemang ito ay ang paglikha ng nalulusaw sa tubig na hindi nakakalason na fullerene compound na maaaring ipasok sa katawan ng tao at maihatid ng dugo sa organ na napapailalim sa therapeutic action.

Ang paggamit ng mga fullerene ay pinipigilan ng kanilang mataas na gastos, na binubuo ng pagiging matrabaho ng pagkuha ng isang fullerene mixture at ang paghihiwalay ng mga indibidwal na sangkap mula dito.

1.6 Carbon nanotubes

Istraktura ng nanotubes

Kasama ng mga istruktura ng spheroidal carbon, ang mga pinahabang cylindrical na istruktura, ang tinatawag na nanotubes, ay maaari ding mabuo, na nakikilala sa pamamagitan ng isang malawak na iba't ibang mga katangian ng physicochemical.

Ang isang perpektong nanotube ay isang graphite plane na pinagsama sa isang silindro, i.e. isang ibabaw na may linya na may mga regular na hexagons, sa mga vertices kung saan matatagpuan ang mga carbon atoms ..).

Ang parameter na nagpapahiwatig ng mga coordinate ng hexagon, na, bilang isang resulta ng natitiklop na eroplano, ay dapat na nag-tutugma sa hexagon na matatagpuan sa pinagmulan ng mga coordinate, ay tinatawag na chirality ng nanotube at tinutukoy ng hanay ng mga simbolo (m , n). Tinutukoy ng chirality ng isang nanotube ang mga katangiang elektrikal nito.

Ipinakita ng mga obserbasyon ng electron microscope na ang karamihan sa mga nanotube ay binubuo ng ilang mga layer ng grapayt, maaaring naka-nested ang isa sa loob ng isa o nasugatan sa paligid ng isang karaniwang axis.

Single-walled nanotubes

Naka-on kanin. 4 isang idealized na modelo ng isang single-walled nanotube ay ipinakita. Ang nasabing tubo ay nagtatapos sa hemispherical vertices na naglalaman ng kasama ng

na may regular na hexagons, anim na regular na pentagon din. Ang pagkakaroon ng mga pentagons sa mga dulo ng mga tubo ay ginagawang posible na isaalang-alang ang mga ito bilang ang limitasyon ng kaso ng mga molekula ng fullerene, ang haba ng longitudinal axis na kung saan ay higit na lumampas sa kanilang diameter.

Ang istraktura ng mga single-walled nanotubes na sinusunod sa eksperimento ay naiiba sa maraming aspeto mula sa idealized na larawan na ipinakita sa itaas. Una sa lahat, ito ay may kinalaman sa mga tuktok ng nanotube, ang hugis nito, tulad ng mga sumusunod mula sa mga obserbasyon, ay malayo sa isang perpektong hemisphere.

Multilayer nanotubes

Ang mga multilayer nanotubes ay naiiba sa single-layer nanotubes sa mas malawak na iba't ibang mga hugis at configuration sa parehong longitudinal at transverse na direksyon. Ang mga posibleng uri ng transverse na istraktura ng multilayer nanotubes ay ipinapakita sa kanin. 5. Ang istruktura tulad ng "Russian dolls" (russian dolls) ay isang set ng coaxially nested single-layer nanotube (bigas 5 a). Isa pang pagkakaiba-iba ng istrukturang ito, na ipinapakita sa kanin. 5 b, ay isang hanay ng mga nested coaxial prisms. Sa wakas, ang huli sa mga istruktura sa itaas ( kanin. 5 c), parang scroll. Para sa lahat ng mga istruktura sa itaas, ang distansya sa pagitan ng mga katabing layer ng grapayt ay malapit sa 0.34 nm, i.e. ang distansya sa pagitan ng mga katabing eroplano ng crystalline graphite. Ang pagsasakatuparan ng isang istraktura o isa pa sa isang tiyak na pang-eksperimentong sitwasyon ay nakasalalay sa mga kondisyon ng nanotube synthesis.

Dapat tandaan na ang idealized na transverse na istraktura ng nanotubes, kung saan ang distansya sa pagitan ng mga katabing layer ay malapit sa 0.34 nm at hindi nakasalalay sa axial coordinate, ay nasira sa pagsasanay dahil sa nakakagambalang epekto ng mga kalapit na nanotubes.

Ang pagkakaroon ng mga depekto ay humahantong din sa isang pagbaluktot ng rectilinear na hugis ng nanotube at binibigyan ito ng hugis ng isang akurdyon.

Ang isa pang uri ng mga depekto, madalas na nabanggit sa ibabaw ng grapayt ng multilayer nanotubes, ay nauugnay sa pagpapakilala ng isang tiyak na bilang ng mga pentagon o heptagon sa ibabaw, na pangunahing binubuo ng mga regular na hexagons. Ito ay humahantong sa isang paglabag sa cylindrical na hugis, na may pagpapakilala ng isang pentagon na nagiging sanhi ng isang convex bend, habang ang pagpapakilala ng isang heptagon ay nag-aambag sa hitsura ng isang malukong liko. Kaya, ang mga naturang depekto ay nagiging sanhi ng hitsura ng mga baluktot at helical nanotubes.

Istraktura ng nanoparticle

Sa panahon ng pagbuo ng fullerenes mula sa grapayt, ang mga nanoparticle ay nabuo din. Ito ay mga saradong istruktura na katulad ng fullerenes, ngunit mas malaki kaysa sa kanila. Hindi tulad ng mga fullerenes, ang mga ito, tulad ng mga nanotubes, ay maaaring maglaman ng ilang mga layer. Mayroon silang istraktura ng saradong, nested graphite shell.

Sa mga nanoparticle, katulad ng grapayt, ang mga atomo sa loob ng shell ay pinag-uugnay ng mga kemikal na bono, at mayroong mahinang interaksyon ng van der Waals sa pagitan ng mga atomo ng mga kalapit na shell. Karaniwan, ang mga shell ng nanoparticle ay may hugis na malapit sa isang polyhedron. Sa istraktura ng bawat naturang shell, bilang karagdagan sa mga hexagons, tulad ng sa istraktura ng grapayt, mayroong 12 pentagons, karagdagang mga pares ng lima at heptagons ay sinusunod. Ang isang electron microscopic na pag-aaral ng hugis at istraktura ng mga carbon particle sa isang fullerene na naglalaman ng condensate ay kamakailan na isinagawa sa mga gawa ng Jarkov S.M., Kashkin V.B.

Pagkuha ng carbon nanotubes

Ang carbon nanotubes ay nabuo sa pamamagitan ng thermal sputtering ng isang graphite electrode sa isang arc discharge plasma burning sa isang helium na kapaligiran. Ang pamamaraang ito, pati na rin ang pamamaraan ng laser sputtering, na sumasailalim sa mahusay na teknolohiya para sa pagkuha ng fullerenes, ay ginagawang posible na makakuha ng mga nanotubes sa isang halagang sapat para sa isang detalyadong pag-aaral ng kanilang mga katangian ng physicochemical.

Ang isang nanotube ay maaaring makuha mula sa pinalawig na mga fragment ng grapayt, na pagkatapos ay baluktot sa isang tubo. Para sa pagbuo ng pinalawig na mga fragment, kinakailangan ang mga espesyal na kondisyon para sa pagpainit ng grapayt. Ang pinakamainam na kondisyon para sa pagkuha ng nanotubes ay natanto sa isang arc discharge gamit ang electrolytic graphite bilang mga electrodes.

Kabilang sa iba't ibang mga produkto ng thermal sputtering ng graphite (fullerenes, nanoparticles, soot particle), isang maliit na bahagi (ilang porsyento) ang binibilang ng multilayer nanotubes, na bahagyang nakakabit sa malamig na mga ibabaw ng pag-install, na bahagyang idineposito sa ibabaw kasama may uling.

Nabubuo ang single-walled nanotubes kapag ang isang maliit na admixture ng Fe, Co, Ni, Cd ay idinagdag sa anode (i.e., sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga catalyst). Bilang karagdagan, ang mga single-walled nanotubes ay nakuha sa pamamagitan ng oxidizing multi-walled nanotubes. Para sa layunin ng oksihenasyon, ang mga multilayer nanotubes ay ginagamot ng oxygen sa katamtamang pag-init, o sa kumukulong nitric acid, at sa huling kaso, ang limang-membered na graphite ring ay tinanggal, na humahantong sa pagbubukas ng mga dulo ng mga tubo. Ang oksihenasyon ay nagbibigay-daan sa iyo upang alisin ang itaas na mga layer mula sa multilayer tube at buksan ang mga dulo nito. Dahil ang reaktibiti ng nanoparticle ay mas mataas kaysa sa nanotubes, ang fraction ng nanotubes sa natitirang bahagi nito ay tumataas na may makabuluhang pagkasira ng produkto ng carbon bilang resulta ng oksihenasyon.

Sa paraan ng electric arc ng pagkuha ng fullerenes, ang bahagi ng materyal na nawasak sa ilalim ng pagkilos ng graphite anode arc ay idineposito sa katod. Sa pagtatapos ng proseso ng pagkasira ng graphite rod, ang pagbuo na ito ay lumalaki nang labis na sumasaklaw sa buong lugar ng arko. Ang paglaki na ito ay may hugis ng isang mangkok, kung saan ipinakilala ang anode. Ang mga pisikal na katangian ng cathode buildup ay ibang-iba mula sa mga katangian ng grapayt kung saan ang anode ay binubuo. Ang build-up microhardness ay 5.95 GPa (graphite -0.22 GPa), ang build-up density ay 1.32 g/cm 3 (graphite -2.3 g/cm 3), ang build-up electrical resistivity ay 1.4 * 10 -4 Ohm m , na halos isang order ng magnitude na mas malaki kaysa sa grapayt (1.5 * 10 -5 ohm m). Sa 35 K, natagpuan ang isang anomalously mataas na magnetic susceptibility ng build-up sa cathode, na naging posible na ipalagay na ang build-up ay pangunahing binubuo ng mga nanotubes (Belov N.N.).

Mga katangian ng nanotubes

Malawak na mga prospect para sa paggamit ng mga nanotubes sa mga materyales sa agham ay nagbubukas kapag ang mga superconducting na kristal (hal., TaC) ay naka-encapsulate sa loob ng carbon nanotubes. Ang sumusunod na teknolohiya ay inilarawan sa panitikan. Gumamit kami ng DC arc discharge na ~30 A sa boltahe na 30 V sa isang helium na kapaligiran na may mga electrodes na isang compressed mixture ng thallium powder na may graphite pigment. Ang distansya ng interelectrode ay 2-3 mm. Gamit ang isang tunneling electron microscope, isang malaking halaga ng TaC crystals na naka-encapsulated sa nanotubes ay natagpuan sa mga produkto ng thermal decomposition ng electrode material.. X Ang karaniwang nakahalang laki ng mga crystallite ay humigit-kumulang 7 nm, at ang karaniwang haba ng nanotubes ay higit sa 200 nm. Ang mga nanotubes ay mga multilayer cylinder na may distansya sa pagitan ng mga layer na 0.3481 ± 0.0009 nm, malapit sa kaukulang parameter para sa grapayt. Ang pagsukat ng pag-asa sa temperatura ng magnetic susceptibility ng mga sample ay nagpakita na ang encapsulated nanocrystals ay nagbabago saestado ng superconducting sa T=10 K.

Ang posibilidad ng pagkuha ng mga superconducting crystal na naka-encapsulated sa mga nanotubes ay ginagawang posible na ihiwalay ang mga ito mula sa mga nakakapinsalang epekto ng panlabas na kapaligiran, halimbawa, mula sa oksihenasyon, at sa gayon ay nagbubukas ng daan patungo sa mas mahusay na pag-unlad ng kaukulang nanotechnologies.

Ang malaking negatibong magnetic susceptibility ng nanotubes ay nagpapahiwatig ng kanilang mga diamagnetic na katangian. Ipinapalagay na ang diamagnetism ng nanotubes ay dahil sa daloy ng mga electron currents sa kanilang circumference. Ang halaga ng magnetic susceptibility ay hindi nakasalalay sa oryentasyon ng sample, na nauugnay sa hindi maayos na istraktura nito. Ang medyo malaking halaga ng magnetic susceptibility ay nagpapahiwatig na, hindi bababa sa isa sa mga direksyon, ang halagang ito ay maihahambing sa katumbas na halaga para sa grapayt. Ang pagkakaiba sa pagitan ng pag-asa sa temperatura ng magnetic susceptibility ng nanotubes at ang kaukulang data para sa iba pang mga anyo ng carbon ay nagpapahiwatig na ang carbon nanotubes ay isang hiwalay na independiyenteng anyo ng carbon, ang mga katangian na sa panimula ay naiiba mula sa mga katangian ng carbon sa ibang mga estado..

Mga aplikasyon ng nanotubes

Maraming mga teknolohikal na aplikasyon ng nanotubes ay batay sa kanilang mataas na tiyak na lugar sa ibabaw (sa kaso ng isang solong-layer na nanotube, mga 600 metro kuwadrado bawat 1/g), na nagbubukas ng posibilidad na gamitin ang mga ito bilang isang porous na materyal sa mga filter, atbp .

Ang materyal ng nanotubes ay maaaring matagumpay na magamit bilang isang carrier substrate para sa heterogenous catalysis, at ang catalytic na aktibidad ng mga bukas na nanotubes ay makabuluhang lumampas sa kaukulang parameter para sa mga closed nanotubes.

Posibleng gumamit ng nanotubes na may mataas na tiyak na ibabaw bilang mga electrodes para sa mga electrolytic capacitor na may mataas na tiyak na kapangyarihan.

Ang mga carbon nanotubes ay napatunayang mabuti ang kanilang mga sarili sa mga eksperimento sa kanilang paggamit bilang isang patong na nagtataguyod ng pagbuo ng isang diamante na pelikula. Habang ang mga litratong kinunan gamit ang isang electron microscope ay nagpapakita, ang diamante na pelikula na idineposito sa nanotube film ay naiiba para sa mas mahusay sa mga tuntunin ng density at pagkakapareho ng nuclei mula sa pelikula na idineposito sa C 60 at C 70 .

Ang ganitong mga katangian ng isang nanotube bilang maliit na sukat nito, na nag-iiba nang malaki depende sa mga kondisyon ng synthesis, electrical conductivity, Ang lakas ng makina at katatagan ng kemikal ay ginagawang posible na isaalang-alang ang isang nanotube bilang batayan para sa hinaharap na mga elemento ng microelectronics. Napatunayan sa pamamagitan ng pagkalkula na ang pagpapakilala ng isang pares ng pentagon-heptagon sa perpektong istraktura ng isang nanotube bilang isang depekto ay nagbabago sa mga elektronikong katangian nito. Ang isang nanotube na may naka-embed na depekto ay maaaring ituring bilang isang metal-semiconductor heterojunction, na, sa prinsipyo, ay maaaring maging batayan ng isang elemento ng semiconductor ng record-breaking na maliliit na sukat.

Ang mga nanotubes ay maaaring magsilbi bilang batayan ng pinakamanipis na tool sa pagsukat na ginagamit upang kontrolin ang mga inhomogeneities sa ibabaw ng mga electronic circuit.

Ang mga kagiliw-giliw na aplikasyon ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagpuno ng mga nanotubes ng iba't ibang mga materyales. Sa kasong ito, ang isang nanotube ay maaaring gamitin bilang isang carrier ng materyal na pagpuno nito, at bilang isang insulating shell na nagpoprotekta sa materyal na ito mula sa electrical contact o mula sa pakikipag-ugnayan ng kemikal sa mga nakapalibot na bagay.

KONGKLUSYON

Bagaman ang mga fullerenes ay may maikling kasaysayan, ang lugar na ito ng agham ay mabilis na umuunlad, na umaakit ng higit at higit pang mga bagong mananaliksik. Kasama sa larangang ito ng agham ang tatlong larangan: fullerene physics, fullerene chemistry at fullerene na teknolohiya.

Physics ng fullerenes tumatalakay sa pag-aaral ng structural, mechanical, electrical, magnetic, optical properties ng fullerenes at ang kanilang mga compound sa iba't ibang phase states. Kasama rin dito ang pag-aaral ng kalikasan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga carbon atom sa mga compound na ito, ang spectroscopy ng mga fullerene molecule, ang mga katangian at istraktura ng mga system na binubuo ng mga fullerene molecule. Ang Fullerene physics ay ang pinaka-advanced na sangay sa larangan ng fullerenes.

Chemistry ng fullerenes nauugnay sa paglikha at pag-aaral ng mga bagong compound ng kemikal, na nakabatay sa mga saradong molekula ng carbon, at pinag-aaralan din ang mga proseso ng kemikal kung saan sila lumalahok. Dapat pansinin na sa mga tuntunin ng mga konsepto at pamamaraan ng pananaliksik, ang lugar na ito ng kimika ay sa panimula ay naiiba sa tradisyonal na kimika sa maraming aspeto.

Fullerene na teknolohiya kabilang ang parehong mga pamamaraan ng produksyon ng fullerene at ang kanilang iba't ibang mga aplikasyon.

BIBLIOGRAPIYA

1. Sokolov V. I., Stankevich I. V. Fullerenes - mga bagong allotropic na anyo ng carbon: istraktura, elektronikong istraktura at mga katangian ng kemikal / / Mga Pagsulong sa Chemistry, vol. 62 (5), p. 455, 1993.

2. Mga bagong direksyon sa fullerene research//UFN, v. 164 (9), p. 1007, 1994.

3. Eletsky A.V., Smirnov B.M. Fullerenes at istruktura ng carbon//UFN, v. 165 (9), p. 977, 1995.

4. Zolotukhin I.V. Ang Fullerite ay isang bagong anyo ng carbon // SOZH No. 2, p. 51, 1996.

5. Masterov V.F. Mga pisikal na katangian ng fullerenes // SOZH No. 1, p. 92, 1997.

6. Lozovik Yu.V., Popov A.M. Pagbuo at paglaki ng mga carbon nanostructure - fullerenes, nanoparticle, nanotubes at cones // UFN, v. 167 (7), p. 151, 1997/

7. Eletsky A.V. .Carbon nanotubes//UFN, v.167(9), p.945, 1997.

8. Smalley R.E. Discovering fullerenes//UFN, v.168 (3), p.323, 1998.

9. Churilov G.N. Pagsusuri ng mga pamamaraan para sa pagkuha ng fullerenes // Mga materyales ng 2nd interregional conference na may internasyonal na pakikilahok "Ultrafine powders, nanostructures, materyales", Krasnoyarsk, KSTU, Oktubre 5-7, 1999,. Sa. 77-87.

10. Belov N.N. et al. Structure ng ibabaw ng cathode build-up na nabuo sa panahon ng synthesis ng fullerenes // Aerosols vol. 4f, N1, 1998, pp. 25-29

11. S. M. Jarkov,. Titarenko Ya.N., Churilov G.N. Pinag-aaralan ng electron microscopy ang mga particle ng carbon ng FCC// Carbon, v. 36, Blg. 5-6, 1998, p. 595-597

12. Kashkin V.B., Rubleva T.V., Kashkina L.V., Mosin R.A. Pagproseso ng digital ng mga electron microscopic na imahe ng mga particle ng carbon sa fullerene-containing soot // Mga pamamaraan ng 2nd interregional conference na may internasyonal na pakikilahok na "Ultrafine powders, nanostructures, materials", Krasnoyarsk, KSTU, Oktubre 5-7, 1999. Sa. 91-92