أين يتم استخدام الفوليريت؟ تأثير المواد المضافة الصغيرة لسخام الفوليرين على خصائص مقاومة الاحتكاك والتآكل لمادة PTFE
الفوليرين, بوكي بول، أو بوكي بول- مركب جزيئي ينتمي إلى فئة الأشكال المتآصلة للكربون ويمثل متعددات الوجوه المغلقة المحدبة المكونة من عدد زوجي من ثلاث ذرات كربون متناسقة. تدين Fullerenes باسم المهندس والمهندس المعماري Richard Buckminster Fuller ، الذي بنيت هياكله الجيوديسية على هذا المبدأ. في البداية ، اقتصرت هذه الفئة من المفاصل على الهياكل التي تحتوي فقط على وجوه خماسية وسداسية. لاحظ أنه لوجود مثل هذا متعدد الوجوه مغلق شيد من نالرؤوس التي تشكل فقط وجوهًا خماسية وسداسية ، وفقًا لنظرية أويلر بالنسبة لمتعدد السطوح ، والتي تؤكد صحة المساواة | ن | - | ه | + | و | = 2 (displaystyle | n | - | e | + | f | = 2)(أين | ن | ، | ه | (displaystyle | n |، | e |)و | و | (displaystyle | f |)على التوالي ، عدد الرؤوس والحواف والوجوه) ، الشرط الضروري هو وجود 12 وجهًا خماسيًا بالضبط و n / 2 - 10 (displaystyle n / 2-10)حواف سداسية. إذا كان جزيء الفوليرين ، بالإضافة إلى ذرات الكربون ، يشتمل على ذرات عناصر كيميائية أخرى ، فعندئذ إذا كانت ذرات العناصر الكيميائية الأخرى موجودة داخل قفص الكربون ، فإن هذه الفوليرين تسمى إندوهيدرال ، إذا كانت خارجية - خارجية.
موسوعي يوتيوب
1 / 2
✪ بيل جوي: ما يقلقني ، ما أنا متحمس له
✪ 12 * L "homme qui empoisonna l" Humanité en voulant la sauver
ترجمات
المترجم: مارينا جافريلوفا المحرر: أحمد يوكسلتورك ما هي التقنيات التي يمكننا استخدامها بشكل واقعي للحد من الفقر العالمي؟ ما أدركته كان غير متوقع تمامًا. بدأنا النظر في أشياء مثل معدل الوفيات في القرن العشرين وكيف تحسنت الأمور منذ ذلك الحين ، وظهرت بعض الأشياء البسيطة والمثيرة للاهتمام. قد يبدو أن المضادات الحيوية ، بدلاً من الماء النقي ، لعبت دورًا حاسمًا ، لكن في الحقيقة العكس هو الصحيح. والأشياء البسيطة للغاية - التقنيات الجاهزة التي كان من السهل العثور عليها في الأيام الأولى للإنترنت - يمكن أن تغير هذه المشكلة بشكل كبير. لكن بالنظر إلى تقنيات أكثر قوة مثل تكنولوجيا النانو والهندسة الوراثية ، وغيرها من التقنيات الرقمية الناشئة ، أصبحت قلقة بشأن إساءة الاستخدام المحتملة في هذه المجالات. فكر في الأمر ، لأننا في التاريخ ، منذ سنوات عديدة ، تعاملنا مع استغلال الإنسان للإنسان. ثم أتينا بعشر وصايا: لا تقتل. إنه نوع من القرار الشخصي. بدأت مستوطناتنا في تنظيم المدن. زاد عدد السكان. ومن أجل حماية الفرد من استبداد الغوغاء ، توصلنا إلى مفاهيم مثل حرية الفرد. ثم ، من أجل التعامل مع مجموعات كبيرة ، على سبيل المثال ، على مستوى الدولة ، إما نتيجة لاتفاقيات عدم اعتداء متبادلة أو نتيجة لسلسلة من النزاعات ، توصلنا في النهاية إلى نوع من اتفاقية التسوية للحفاظ على السلام. لكن الوضع تغير اليوم ، وهذا ما يسميه الناس حالة غير متكافئة ، عندما أصبحت التقنيات قوية لدرجة أنها تتجاوز حدود الدولة. لم تعد الدول ، بل الأفراد الذين لديهم إمكانية الوصول إلى أسلحة الدمار الشامل. وهذا نتيجة لحقيقة أن هذه التقنيات الجديدة عادة ما تكون رقمية. لقد رأينا جميعًا التسلسلات الجينية. إذا رغبت في ذلك ، يمكن لأي شخص تنزيل التسلسلات الجينية للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض من الإنترنت. إذا كنت ترغب في ذلك ، فقد قرأت مؤخرًا في مجلة علمية أن سلالة إنفلونزا عام 1918 تشكل خطورة كبيرة على الشحن. وإذا احتاج شخص ما إلى استخدامه في الأبحاث المختبرية ، فمن المقترح ببساطة إجراء هندسة عكسية له حتى لا يعرض البريد للخطر. مثل هذه الفرص موجودة بالتأكيد. وبالتالي ، فإن مجموعات صغيرة من الأشخاص الذين لديهم إمكانية الوصول إلى هذا النوع من تقنيات التكرار الذاتي ، سواء كانت تقنيات بيولوجية أو تقنيات أخرى ، يمثلون خطرًا واضحًا. والخطر هو أنهم يستطيعون ، في الواقع ، خلق جائحة. وليس لدينا خبرة حقيقية في التعامل مع الأوبئة ، وأيضًا ، كمجتمع ، نحن لسنا جيدين جدًا في التعامل مع الأشياء غير المألوفة. اتخاذ التدابير الوقائية ليس في طبيعتنا. وفي هذه الحالة ، لا تحل التكنولوجيا المشكلة ، لأنها تفتح فقط المزيد من الفرص للناس. راسل وأينشتاين وآخرون ، الذين ناقشوا هذا الأمر بطريقة أكثر جدية ، أعتقد أنه في أوائل القرن العشرين ، توصلوا إلى استنتاج مفاده أن القرار لا ينبغي أن يُتخذ من العقل فحسب ، بل من القلب أيضًا. خذ على سبيل المثال المناقشات المفتوحة والتقدم الأخلاقي. الميزة التي تمنحها لنا الحضارة هي القدرة على عدم استخدام القوة. تتم حماية حقوقنا في المجتمع بشكل رئيسي من خلال الإجراءات القانونية. للحد من خطر هذه الأشياء الجديدة ، من الضروري الحد من وصول الأفراد إلى مصادر خلق الأوبئة. نحتاج أيضًا إلى دفاعات كبيرة ، لأن تصرفات الأشخاص المجانين يمكن أن تكون غير متوقعة. والشيء الأكثر إزعاجًا هو أن القيام بشيء سيء أسهل بكثير من تطوير دفاع في جميع المواقف الممكنة ؛ لذلك دائمًا ما يتمتع الجاني بميزة غير متكافئة. هذه هي الأفكار التي فكرت بها في عامي 1999 و 2000 ؛ رأى أصدقائي أنني مكتئبة وقلقة عليّ. ثم وقعت عقدًا لتأليف كتاب كنت أنوي فيه التعبير عن أفكاري القاتمة ، وانتقلت إلى غرفة فندق في نيويورك مع غرفة مليئة بالكتب عن الطاعون والتفجيرات النووية في نيويورك. خلق جوًا ، في كلمة واحدة. وكنت هناك في 11 سبتمبر ، أقف في الشارع مع الجميع. شيء لا يصدق كان يحدث. استيقظت في صباح اليوم التالي وغادرت المدينة ، وكانت جميع شاحنات التنظيف متوقفة في شارع هيوستن ، جاهزة لإزالة الأنقاض. مشيت في منتصف الشارع إلى محطة السكة الحديد. تم إغلاق كل شيء أسفل شارع 14. لقد كان أمرًا لا يصدق ، لكن ليس لمن كانت لديهم غرفة مليئة بالكتب. كان من المدهش أن يحدث ذلك في ذلك الوقت وهناك ، لكن لم يكن مفاجئًا أنه حدث في المقام الأول. ثم بدأ الجميع في الكتابة عنها. بدأ الآلاف من الناس الكتابة عنه. وفي النهاية رفضت الكتاب ، ثم اتصل بي كريس وعرض عليه التحدث في مؤتمر. لم أعد أتحدث عن ذلك ، لأن ما يكفي من الأشياء المحبطة تحدث بدونها. لكنني وافقت على المجيء والتحدث ببعض الكلمات حول هذا الموضوع. وأود أن أزعم أنه لا ينبغي لنا التخلي عن حكم القانون في التعامل مع التهديدات غير المتكافئة ، وهو ما يفعله الناس في السلطة في الوقت الحالي ، لأن هذا يعادل التخلي عن الحضارة. ولا يمكننا محاربة التهديد بالطريقة الغبية التي نقوم بها ، لأن إجراء مليون دولار ينتج عنه ضرر بمليار دولار وإجراء مضاد بتريليون دولار غير فعال ومن المؤكد أنه يؤدي إلى تفاقم المشكلة. لا يمكنك محاربة شيء ما إذا كانت التكلفة من مليون إلى واحد وفرص النجاح تتراوح بين واحد إلى مليون. بعد رفض الكتاب منذ حوالي عام ، تشرفت بالانضمام إلى Kleiner Perkins وأتيحت لي الفرصة للعمل على الابتكار من خلال رأس المال الاستثماري ، في محاولة لإيجاد ابتكارات يمكن استخدامها لحل المشكلات الكبرى. في مثل هذه الأشياء ، يمكن أن يؤدي اختلاف عشر مرات إلى ربح ألف مرة. لقد اندهشت العام الماضي من الجودة المذهلة وزخم الابتكار الذي مر بيدي. في بعض الأحيان كان الأمر ببساطة يخطف الأنفاس. أنا ممتن جدًا لجوجل وويكيبيديا لحقيقة أنني تمكنت على الأقل من فهم القليل مما يتحدث عنه الناس. أود أن أخبركم عن ثلاثة مجالات تمنحني أملاً خاصاً فيما يتعلق بالمشكلات التي كتبت عنها في مقال في مجلة Wired. المجال الأول هو التعليم بشكل عام ، وهذا يشير في جوهره إلى ما قاله نيكولاس (نيكولاس نيغروبونتي) عن أجهزة كمبيوتر تبلغ قيمتها 100 دولار. قانون مور أبعد ما يكون عن استنفاد. الترانزستورات الأكثر تقدمًا اليوم هي 65 نانومتر ، وقد استثمرت بسعادة في الشركات التي تمنحني ثقة كبيرة في أن قانون مور سيعمل حتى حوالي 10 نانومتر. يجب أن يؤدي تقليل الحجم الآخر ، على سبيل المثال ، بمعامل 6 ، إلى تحسين أداء الرقائق بمعامل 100. لذلك من الناحية العملية ، إذا كان هناك شيء يكلف حوالي 1000 دولار اليوم ، لنقل أفضل كمبيوتر شخصي يمكنك شراؤه ، فإن تكلفته في عام 2020 ، على ما أعتقد ، قد تكون 10 دولارات. ليس سيئًا؟ تخيل كم سيكلف جهاز الكمبيوتر الذي يبلغ 100 دولار في عام 2020 كأداة تعليمية. أعتقد أن التحدي الذي يواجهنا - وأنا متأكد من أنه سيكون كذلك ، هو تطوير نوع الوسائل التعليمية والشبكات التي تسمح لنا باستخدام هذا الجهاز. أنا مقتنع بأن لدينا أجهزة كمبيوتر قوية بشكل لا يصدق ، لكن ليس لدينا برامج جيدة لها. وفقط بعد فترة من ظهور برنامج أفضل تقوم بتشغيله على جهاز عمره 10 سنوات وتقول ، "يا إلهي ، هل كانت تلك الآلة قادرة على العمل بهذه السرعة؟ "أتذكر عندما تمت إعادة واجهة Apple Mac إلى Apple II. عملت Apple II بشكل جيد مع تلك الواجهة ، لم نكن نعرف كيفية القيام بذلك في ذلك الوقت. استنادًا إلى حقيقة أن Moore's Law كان يعمل لصالح 40 عامًا ، يمكننا أن نفترض أن الأمر سيكون كذلك. ثم نعرف كيف ستكون أجهزة الكمبيوتر في عام 2020. إنه لأمر رائع أن يكون لدينا مبادرات لتثقيف وتنوير الناس في جميع أنحاء العالم ، لأن هذه هي القوة العظمى للعالم. ونحن يمكن أن توفر لكل شخص في العالم جهاز كمبيوتر 100 دولار أو كمبيوتر 10 دولارات على مدار الخمسة عشر عامًا القادمة المجال الثاني الذي أركز عليه هو القضية البيئية ، لأن لها تأثيرًا قويًا على العالم بأسره ، سيتحدث آل جور أكثر عن هذا قريبًا نعتقد أن هناك نوعًا من اتجاه قانون مور بأن المواد الجديدة هي القوة الدافعة وراء التقدم في مجال البيئة. م قرن من 2 إلى 6 مليارات في فترة زمنية قصيرة جدا. الناس ينتقلون إلى المدن. الجميع بحاجة إلى مياه نظيفة وطاقة ووسائل نقل ونريد تطوير مدن على طول مسار أخضر. القطاعات الصناعية عالية الكفاءة. لقد أدخلنا تحسينات على كفاءة الطاقة والموارد ، لكن قطاع المستهلك ، خاصة في أمريكا ، غير فعال للغاية. تجلب المواد الجديدة مثل هذا الابتكار المذهل لدرجة أن هناك سببًا وجيهًا للأمل في أن تكون مربحة بما يكفي لدخول السوق. أريد أن أعطي مثالًا محددًا لمادة جديدة تم اكتشافها قبل 15 عامًا. هذه هي الأنابيب النانوية الكربونية التي اكتشفها Iijima في عام 1991 ولها خصائص لا تصدق. هذه هي الأشياء التي نكتشفها عندما نبدأ في التصميم على مستوى النانو. تكمن قوتهم في حقيقة أنه من الناحية العملية أقوى مادة ، وأكثرها مقاومة للتمدد. فهي شديدة الصلابة وقليلة التمدد. في بعدين ، على سبيل المثال ، إذا تم تصنيعها في نسيج ، فستكون أقوى 30 مرة من كيفلر. وإذا قمت بإنشاء هيكل ثلاثي الأبعاد ، مثل كرة بوكي ، فسيكون له خصائص لا تصدق. إذا قصفتها بجزيئات وحدثت حفرة بداخلها ، فإنها ستصلح نفسها ، وتصلحها بسرعة ، في غضون فيمتوثانية ، وهي ليست .. بسرعة كبيرة. (ضحك) إذا قمت بإشعاله ، فإنه يولد الكهرباء. قد يتسبب فلاش الصور في اشتعاله. عندما تكون مكهربة ، ينبعث منها الضوء. يمكن أن يمر عبرها تيار أكبر بألف مرة مما يمر عبر قطعة معدنية. يمكن تصنيعها في كل من أشباه الموصلات من النوع p و n ، مما يعني أنه يمكن تحويلها إلى ترانزستورات. إنها توصل الحرارة على طول الطول ، ولكن ليس عبر - لا يمكنك التحدث عن السماكة هنا ، فقط عن الاتجاه العرضي - إذا وضعتها فوق الأخرى ؛ هذه أيضًا خاصية لألياف الكربون. إذا وضعت جسيمات فيها وأطلقت عليها ، فإنها تعمل مثل مسرعات خطية مصغرة أو مسدسات إلكترونية. داخل الأنبوب النانوي صغير جدًا - أصغرها 0.7 نانومتر - إنه ، في جوهره ، عالم كمي بالفعل. هذه المساحة الغريبة موجودة داخل الأنبوب النانوي. لذلك بدأنا نفهم ، وهناك بالفعل خطط عمل قائمة ، أشياء تتحدث عنها ليزا راندل. كانت لدي خطة عمل واحدة حاولت فيها معرفة المزيد عن سلاسل ويتن للقياسات الكونية من أجل محاولة فهم ما كان يجري في المادة النانوية المقترحة. لذلك نحن بالفعل عند الحد داخل الأنبوب النانوي. أي أننا نرى أنه من الممكن إنشاء أشياء بخصائص مختلفة من هذه وغيرها من المواد الجديدة - الخفيفة والقوية - واستخدام هذه المواد الجديدة لحل المشكلات البيئية. مواد جديدة يمكنها إنتاج الماء ، مواد جديدة يمكن أن تجعل خلايا الوقود تعمل بشكل أفضل ، مواد جديدة تحفز التفاعلات الكيميائية التي تقلل التلوث ، وما إلى ذلك. الإيثانول - طرق جديدة لصنع الإيثانول. طرق جديدة لبناء النقل الكهربائي. أحلام اليقظة الخضراء - لأنها يمكن أن تكون مفيدة. وقد استثمرنا - بدأنا مؤخرًا صندوقًا جديدًا ، واستثمرنا 100 مليون دولار في هذا النوع من الاستثمار. نعتقد أن Genentech و Compaq و Lotus و Sun و Netscape و Amazon و Google ستظهر في هذه المناطق لأن ثورة المواد هذه ستقود التقدم. المجال الثالث الذي نعمل عليه ، والذي أعلناه للتو الأسبوع الماضي في نيويورك. لقد أنشأنا صندوقًا خاصًا بقيمة 200 مليون دولار لتطوير الأمن البيولوجي ضد الأوبئة. ولإعطائكم فكرة ، فإن آخر صندوق أسسه Kleiner تبلغ قيمته 400 مليون دولار ، لذلك يعد هذا صندوقًا كبيرًا جدًا بالنسبة له. ما فعلناه في الأشهر القليلة الماضية - قبل بضعة أشهر ، كتبنا أنا وراي كورزويل مقالًا في افتتاحية صحيفة نيويورك تايمز حول مدى خطورة نشر جينوم إنفلونزا عام 1918. أصبح جون دير وبروك وآخرين قلقين بشأن هذا [غير واضح] ، وبدأنا في دراسة كيف كان العالم يستعد لوباء. لقد رأينا العديد من الثغرات. تساءلنا عما إذا كان من الممكن إيجاد مثل هذه الابتكارات التي من شأنها سد هذه الثغرات؟ وأخبرني بروكس في الاستراحة أنه وجد أشياء كثيرة ، الكثير من الإثارة لدرجة أنه لا يستطيع النوم ، الكثير من التقنيات الرائعة ، بحيث يمكننا فقط البحث فيها. نحن بحاجة إليهم ، كما تعلم. لدينا مضاد فيروسات احتياطي واحد. يقولون أنها لا تزال تعمل. هذا هو تاميفلو. ومع ذلك ، فإن فيروس تاميفلو مقاوم. إنه يقاوم عقار تاميفلو. من تجربة الإيدز ، نرى أن الكوكتيلات تعمل بشكل جيد ، أي أن هناك حاجة إلى العديد من الأدوية لمقاومة الفيروسات. نحن بحاجة إلى البحث في هذا بشكل أعمق. نحتاج إلى مجموعات يمكنها اكتشاف ما يحدث. نحن بحاجة إلى تشخيصات سريعة لنكون قادرين على تحديد سلالة الأنفلونزا التي تم اكتشافها مؤخرًا فقط. يجب أن تكون قادرًا على إجراء التشخيص السريع بسرعة. نحتاج إلى عقاقير وكوكتيلات جديدة مضادة للفيروسات. نحن بحاجة لأنواع جديدة من اللقاحات. لقاحات واسعة الطيف. لقاحات يمكن إنتاجها بسرعة. الكوكتيلات ، لقاحات أقوى. اللقاح التقليدي يعمل ضد 3 سلالات محتملة. لا نعرف أيهما نشط. نعتقد أنه إذا تمكنا من سد هذه الثغرات العشر ، فسنكون في وضع يسمح لنا بالفعل بتقليل خطر حدوث جائحة. تبلغ نسبة الإنفلونزا الموسمية العادية والوباء 1: 1000 من حيث الوفيات ، وبالطبع التأثير على الاقتصاد هائل. لذلك نحن متحمسون للغاية لأننا نعتقد أنه يمكننا تمويل 10 ، أو على الأقل تسريع 10 مشاريع ونراهم يذهبون إلى السوق في العامين المقبلين. لذا إذا كانت التكنولوجيا يمكن أن تساعد في حل المشكلات في التعليم والبيئة والأوبئة ، فهل سيحل ذلك المشكلة الأكبر التي ناقشتها في مجلة Wired؟ أخشى أن الإجابة هي لا حقًا ، لأنه من المستحيل حل مشكلة إدارة التكنولوجيا بنفس التقنية. إذا تُركت طاقة غير محدودة متاحة مجانًا ، فسيتمكن عدد قليل جدًا من الأشخاص من استخدامها لأغراضهم الخاصة. لا يمكنك القتال عندما تكون الاحتمالات من مليون إلى واحد. ما نحتاجه هو قوانين أكثر كفاءة. على سبيل المثال ، ما يمكننا فعله ، الشيء الذي لم يظهر بعد في الأجواء السياسية ، ولكن ربما مع تغيير الإدارة سيكون - هو استخدام الأسواق. الأسواق هي قوة جبارة للغاية. على سبيل المثال ، بدلاً من محاولة تنظيم المشكلات ، التي ربما لن تنجح ، إذا تمكنا من وضع تكلفة الكارثة في تكلفة ممارسة الأعمال التجارية ، بحيث يمكن للأشخاص الذين يعملون في الأعمال عالية المخاطر التحوط ضدها. . على سبيل المثال ، يمكنك استخدام هذا لتسويق عقار. لن يتعين الموافقة عليها من قبل السلطات التنظيمية ؛ لكن سيتعين عليك إقناع شركة التأمين بأنها آمنة. وإذا قمت بتطبيق مفهوم التأمين على نطاق أوسع ، يمكنك استخدام قوة أكثر قوة ، قوة السوق ، لتقديم ملاحظات. كيف يمكن تطبيق مثل هذا التشريع؟ أعتقد أنه ينبغي دعم مثل هذا التشريع. يجب أن يخضع الناس للمساءلة. القانون يتطلب المساءلة. حتى الآن ، العلماء والتقنيون ورجال الأعمال والمهندسون ليسوا مسؤولين بشكل شخصي عن عواقب أفعالهم. إذا فعلت شيئًا ما ، فعليك القيام به وفقًا للقانون. وأخيرًا ، أعتقد أننا يجب أن نفعل - يكاد يكون من المستحيل أن نقول - يجب أن نبدأ في تصميم المستقبل. لا يمكننا اختيار المستقبل ، لكن يمكننا تغيير اتجاهه. يؤثر استثمارنا في محاولة منع أوبئة الأنفلونزا على توزيع النتائج المحتملة. قد لا نكون قادرين على وقف الوباء ، لكن من غير المرجح أن نتأثر إذا ركزنا على هذه المشكلة. بهذه الطريقة ، يمكننا تصميم المستقبل عن طريق اختيار ما نريد حدوثه ومنع ما لا نريده ، وتوجيه التنمية إلى مكان به مخاطر أقل. سيتحدث نائب الرئيس غور عن كيفية توجيه مسار المناخ إلى منطقة ذات احتمالية منخفضة لكارثة. لكن أهم شيء علينا القيام به هو أن نساعد الأشخاص الطيبين ، الأشخاص المدافعين ، للحصول على ميزة على الأشخاص الذين يمكنهم الاستفادة من الموقف. وما يتعين علينا القيام به هو تقييد الوصول إلى معلومات معينة. نظرًا للقيم التي نشأنا عليها ، يصعب قبول القيمة العالية التي نعلقها على حرية التعبير - يصعب علينا جميعًا قبولها. هذا صعب بشكل خاص للعلماء الذين يتذكرون الاضطهاد الذي تعرض له جاليليو ، لكنهم ما زالوا يحاربون الكنيسة. لكن هذا ثمن الحضارة. ثمن الحفاظ على القانون هو تقييد الوصول إلى سلطة غير محدودة. شكرا لاهتمامكم. (تصفيق)
تاريخ الاكتشاف
الفوليرين في الطبيعة
بعد الحصول عليها في ظل ظروف معملية ، تم العثور على جزيئات الكربون في بعض عينات شمال كاريليا شونجيت في فولجوريت أمريكي وهندي ونيازك ورواسب قاع يصل عمرها إلى 65 مليون سنة.
تم العثور على الفوليرين أيضًا بكميات كبيرة في الفضاء: في عام 2010 في شكل غاز ، في عام 2012 - في شكل صلب.
الخصائص الهيكلية
كتلة التكوين الجزيئي للكربون على شكل عشري الوجوه مبتورة 720 amu. في جزيئات الفوليرين ، توجد ذرات الكربون عند رؤوس الأشكال السداسية والخماسية ، التي تشكل سطح الكرة أو الشكل الإهليلجي. يمثل الفوليرين (C 60) الممثل الأكثر تناسقًا والأكثر دراسة عن عائلة الفوليرين ، حيث تشكل ذرات الكربون مجسمًا عشريًا مجسمًا مكونًا من 20 سداسيًا و 12 خماسيًا وتشبه كرة القدم (كشكل مثالي ، نادر للغاية في الطبيعة) . نظرًا لأن كل ذرة كربون من الفوليرين C 60 تنتمي في وقت واحد إلى شكلين سداسيين وواحد خماسي ، فإن جميع الذرات في C 60 متكافئة ، وهو ما يؤكده طيف الرنين المغناطيسي النووي (NMR) لنظير 13 درجة مئوية - يحتوي على سطر واحد فقط. ومع ذلك ، ليست كل روابط C-C بنفس الطول. الرابطة C = C ، وهي ضلع شائع في شكلين سداسيين ، هي 1.39 Å ، والرابطة C-C ، وهي شائعة في الشكل السداسي والخماسي ، أطول وتساوي 1.44 Å. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الرابطة من النوع الأول مزدوجة ، والثانية أحادية ، وهو أمر ضروري لكيمياء C 60 الفوليرين. في الواقع ، تُظهر دراسة خصائص الفوليرينات التي تم الحصول عليها بكميات كبيرة توزيع خواصها الموضوعية (النشاط الكيميائي والامتصاص) إلى 4 أيزومرات فوليرين مستقرة ، يتم تحديدها بحرية من خلال أوقات خروج مختلفة من عمود الامتصاص لكروماتوجراف سائل عالي الدقة . في هذه الحالة ، الكتلة الذرية لجميع الأيزومرات الأربعة متساوية - كتلتها 720 amu. تأكل.
ثاني أكثر شيوعًا هو C 70 فوليرين ، والذي يختلف عن C 60 فوليرين عن طريق إدخال حزام من 10 ذرات كربون في المنطقة الاستوائية C 60 ، ونتيجة لذلك يكون الجزيء 34 ممدودًا ويشبه كرة الرجبي في شكله .
تتكون ما يسمى بالفوليرينات الأعلى التي تحتوي على عدد أكبر من ذرات الكربون (تصل إلى 400) بكميات أقل بكثير وغالبًا ما يكون لها تركيبة متشابهة معقدة نوعًا ما. من بين الفوليرينات الأعلى التي تمت دراستها ، يمكن للمرء أن يميز C ن , ن= 74 و 76 و 78 و 80 و 82 و 84.
تركيب
تم عزل الفوليرينات الأولى من أبخرة الجرافيت المكثفة التي تم الحصول عليها عن طريق التشعيع بالليزر لعينات الجرافيت الصلب. في الواقع ، كانت آثارًا للمادة. تم اتخاذ الخطوة المهمة التالية في عام 1990 من قبل دبليو كريتشمير ولامب ود. في عملية تآكل الأنود ، استقر السخام المحتوي على كمية معينة من الفوليرين على جدران الغرفة. يذوب السخام في البنزين أو التولوين ، ويتم عزل الجرام من جزيئات C 60 و C 70 في صورة نقية من المحلول الناتج بنسبة 3: 1 وحوالي 2٪ من الفوليرين الأثقل. بعد ذلك ، كان من الممكن اختيار المعلمات المثلى لتبخر القطب (الضغط ، وتركيب الغلاف الجوي ، والتيار ، وقطر القطب) ، حيث يتم تحقيق أعلى عائد من الفوليرين ، بمتوسط 3-12 ٪ من مادة الأنود ، والتي تحدد في النهاية ارتفاع تكلفة الفوليرين.
في البداية ، لم تنجح جميع المحاولات التي قام بها المجربون لإيجاد طرق أرخص وأكثر إنتاجية للحصول على كميات غرام من الفوليرين (احتراق الهيدروكربونات في اللهب ، والتركيب الكيميائي ، وما إلى ذلك) ، وظلت طريقة "القوس" الأكثر إنتاجية لفترة طويلة (الإنتاجية حوالي 1 جم / ساعة). بعد ذلك ، تمكنت Mitsubishi من إنشاء الإنتاج الصناعي للفوليرينات عن طريق حرق الهيدروكربونات ، لكن هذه الفوليرينات تحتوي على أكسجين ، وبالتالي لا تزال طريقة القوس هي الطريقة الوحيدة المناسبة للحصول على الفوليرينات النقية.
لا تزال آلية تكوين الفوليرين في القوس غير واضحة ، نظرًا لأن العمليات التي تحدث في منطقة حرق القوس غير مستقرة ديناميكيًا ، مما يعقد نظرها النظري إلى حد كبير. لقد ثبت بشكل قاطع فقط أن الفوليرين يتم تجميعه من ذرات كربون فردية (أو شظايا C 2). لإثبات ذلك ، تم استخدام 13 درجة مئوية من الجرافيت عالي النقاء كقطب أنود ، أما القطب الآخر فقد تم صنعه من الجرافيت العادي 12 درجة مئوية. سطح الفوليرين. يشير هذا إلى تحلل مادة الجرافيت إلى ذرات فردية أو أجزاء من المستوى الذري وتجميعها اللاحق في جزيء فوليرين. جعل هذا الظرف من الضروري التخلي عن الصورة المرئية لتكوين الفوليرينات نتيجة لطي طبقات الجرافيت الذرية إلى كرات مغلقة.
أدت الزيادة السريعة نسبيًا في العدد الإجمالي للمنشآت لإنتاج الفوليرين والعمل المستمر لتحسين طرق تنقيتها إلى انخفاض كبير في تكلفة C 60 على مدار الـ 17 عامًا الماضية - من 10 آلاف إلى 10-15 دولارًا. لكل جرام ، مما جعلهم يصلون إلى حدود استخدامهم الصناعي الحقيقي.
لسوء الحظ ، على الرغم من تحسين طريقة Huffman-Kretchmer (HK) ، لا يمكن زيادة محصول الفوليرين بأكثر من 10-20٪ من الكتلة الإجمالية للجرافيت المحترق. نظرًا للتكلفة العالية نسبيًا للمنتج الأولي ، الجرافيت ، فإن هذه الطريقة لها قيود أساسية. يعتقد العديد من الباحثين أنه لن يكون من الممكن تقليل تكلفة الفوليرينات التي تم الحصول عليها بطريقة XC إلى أقل من بضعة دولارات للجرام. لذلك ، تهدف جهود عدد من مجموعات البحث إلى إيجاد طرق بديلة للحصول على الفوليرين. حققت شركة Mitsubishi أكبر نجاح في هذا المجال ، حيث تمكنت من إنشاء الإنتاج الصناعي للفوليرين عن طريق حرق الهيدروكربونات في اللهب. تبلغ تكلفة هذه الفوليرين حوالي 5 دولارات للجرام (2005) ، وهذا ليس له أي تأثير على تكلفة الفوليرين بالقوس الكهربائي.
وتجدر الإشارة إلى أن التكلفة العالية للفوليرين لا تتحدد فقط من خلال انخفاض إنتاجها أثناء احتراق الجرافيت ، ولكن أيضًا من خلال صعوبة عزل وتنقية وفصل الفوليرينات ذات الكتل المختلفة عن أسود الكربون. الطريقة المعتادة هي كما يلي: يتم خلط السخام الناتج عن حرق الجرافيت مع التولوين أو مذيب عضوي آخر (قادر على إذابة الفوليرين بشكل فعال) ، ثم يتم ترشيح الخليط أو طرده بالطرد المركزي ، وتبخر المحلول المتبقي. بعد إزالة المذيب ، يبقى راسب متبلور ناعم داكن - خليط من الفوليرين ، يسمى عادة الفوليريت. يتضمن تكوين الفوليريت تكوينات بلورية مختلفة: بلورات صغيرة من جزيئات C 60 و C 70 وبلورات C 60 / C 70 عبارة عن محاليل صلبة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الفوليريت دائمًا على كمية صغيرة من الفوليرينات الأعلى (تصل إلى 3٪). يتم فصل خليط من الفوليرين إلى كسور جزيئية فردية باستخدام كروماتوجرافيا العمود السائل وكروماتوجرافيا السائل عالي الضغط (HPLC). يستخدم الأخير بشكل أساسي لتحليل نقاء الفوليرينات المعزولة ، حيث أن الحساسية التحليلية لطريقة HPLC عالية جدًا (تصل إلى 0.01٪). أخيرًا ، المرحلة الأخيرة هي إزالة بقايا المذيب من عينة الفوليرين الصلبة. يتم إجراؤه عن طريق الاحتفاظ بالعينة عند درجة حرارة 150-250 درجة مئوية تحت ظروف فراغ ديناميكي (حوالي 0.1 تور).
الخصائص الفيزيائية والقيمة التطبيقية
الفوليريت
تسمى الأنظمة المكثفة المكونة من جزيئات الفوليرين الفوليريت. النظام الأكثر دراسة من هذا النوع هو بلورة C 60 ، أقل - نظام C 70 البلوري. يتم إعاقة دراسات بلورات الفوليرين الأعلى بسبب تعقيد تحضيرها.
ترتبط ذرات الكربون في جزيء الفوليرين بروابط بيتا وبيتا ، بينما لا توجد رابطة كيميائية (بالمعنى المعتاد للكلمة) بين جزيئات الفوليرين الفردية في البلورة. لذلك ، في النظام المكثف ، تحتفظ الجزيئات الفردية بخصائصها الفردية (وهو أمر مهم عند النظر في التركيب الإلكتروني للبلورة). يتم الاحتفاظ بالجزيئات في البلورة بواسطة قوى فان دير فال ، والتي تحدد إلى حد كبير الخصائص العيانية للصلب C 60.
في درجات حرارة الغرفة ، تحتوي بلورة C 60 على شبكة مكعبة مركزية الوجه (fcc) مع ثابت يبلغ 1.415 نانومتر ، ولكن مع انخفاض درجة الحرارة ، يحدث انتقال طور من الدرجة الأولى (T cr ≈ 260) وتغير بلورة C 60 هيكلها إلى مكعب بسيط (ثابت شعرية 1.411 نانومتر). عند درجة حرارة T> Tcr ، C 60 تدور جزيئات C بشكل عشوائي حول مركز توازنها ، وعندما تنخفض إلى درجة حرارة حرجة ، يتم تجميد محوري الدوران. التجميد الكامل للدوران يحدث عند 165 ك. على النحو التالي من نتائج هذا العمل ، فإن البلورات من هذا النوع لها شبكة شعرية محورها الجسم (bcc) مع خليط صغير من المرحلة السداسية.
الخصائص البصرية غير الخطية
يُظهر تحليل التركيب الإلكتروني للفوليرينات وجود أنظمة الإلكترون ، والتي توجد لها قيم كبيرة للحساسية اللاخطية. تمتلك الفوليرين بالفعل خصائص بصرية غير خطية. ومع ذلك ، نظرًا للتماثل العالي لجزيء C 60 ، فإن التوليد التوافقي الثاني ممكن فقط عندما يتم إدخال عدم تناسق في النظام (على سبيل المثال ، عن طريق مجال كهربائي خارجي). من وجهة نظر عملية ، فإن السرعة العالية (~ 250 ps) ، التي تحدد قمع الجيل التوافقي الثاني ، جذابة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن C 60 الفوليرين قادرة أيضًا على توليد التوافقية الثالثة.
مجال آخر ممكن لاستخدام الفوليرين ، وقبل كل شيء ، C 60 هو مصاريع بصرية. تم عرض إمكانية استخدام هذه المادة بطول موجة يبلغ 532 نانومتر بشكل تجريبي. يتيح وقت الاستجابة القصير استخدام الفوليرينات كمحددات إشعاع ليزر ومفاتيح Q. ومع ذلك ، لعدد من الأسباب ، يصعب على الفوليرين التنافس هنا مع المواد التقليدية. التكلفة العالية ، والصعوبات في تشتيت الفوليرين في النظارات ، والقدرة على التأكسد السريع في الهواء ، والمعاملات غير المسجلة للقابلية غير الخطية ، وعتبة عالية للحد من الإشعاع البصري (غير مناسب لحماية العين) تخلق صعوبات خطيرة في مكافحة المواد المنافسة .
ميكانيكا الكم والفوليرين
الفوليرين الرطب (HyFn) ؛ (C 60 (H 2 O) n)
Hydrated C 60 - C 60 HyFn الفوليرين عبارة عن مركب فائق الجزيء قوي مائي يتكون من جزيء C 60 من الفوليرين المغلق في غلاف الترطيب الأول ، والذي يحتوي على 24 جزيء ماء: C 60 @ (H 2 O) 24. يتكون غلاف الماء نتيجة تفاعل المتبرع - المتلقي لأزواج الإلكترونات المنفردة لجزيئات الأكسجين من الماء مع مراكز متقبل الإلكترون على سطح الفوليرين. في الوقت نفسه ، ترتبط جزيئات الماء الموجهة بالقرب من سطح الفوليرين بشبكة حجمية من الروابط الهيدروجينية. حجم C 60 HyFn يتوافق مع 1.6-1.8 نانومتر. في الوقت الحاضر ، الحد الأقصى لتركيز C 60 ، على شكل C 60 HyFn ، الذي تم إنشاؤه في الماء ، يعادل 4 مجم / مل. [ تحقق من الرابط] صورة محلول مائي لـ C 60 HyFn بتركيز C 60 0.22 مجم / مل على اليمين.
الفوليرين كمادة لتكنولوجيا أشباه الموصلات
البلورة الجزيئية الفوليرين عبارة عن أشباه موصلات بفجوة نطاق تبلغ 1.5 فولت تقريبًا ، وخصائصها تشبه إلى حد كبير خصائص أشباه الموصلات الأخرى. لذلك ، تم ربط عدد من الدراسات باستخدام الفوليرين كمادة جديدة للتطبيقات التقليدية في الإلكترونيات: الصمام الثنائي ، والترانزستور ، والخلايا الكهروضوئية ، وما إلى ذلك. نانوثانية). ومع ذلك ، تبين أن تأثير الأكسجين على موصلية أفلام الفوليرين يمثل عيبًا كبيرًا ، وبالتالي نشأت الحاجة إلى الطلاءات الواقية. بهذا المعنى ، من الواعد أكثر استخدام جزيء الفوليرين كجهاز نانوي مستقل ، وعلى وجه الخصوص ، كعنصر تضخيم.
الفوليرين كمقاوم للضوء
تحت تأثير الأشعة المرئية (> 2 فولت) والأشعة فوق البنفسجية وطول الموجة الأقصر ، تتبلمر الفوليرينات وفي هذا الشكل لا تذوب بالمذيبات العضوية. كتوضيح لاستخدام مقاوم الضوء الفوليرين ، يمكن للمرء أن يعطي مثالًا للحصول على دقة دون الميكرون (≈20 نانومتر) عن طريق حفر السيليكون بحزمة إلكترونية باستخدام قناع من فيلم C 60 مبلمر.
إضافات الفوليرين لنمو أغشية الألماس بطريقة الأمراض القلبية الوعائية
هناك إمكانية أخرى مثيرة للاهتمام للتطبيق العملي وهي استخدام إضافات الفوليرين في نمو أغشية الماس بواسطة طريقة CVD (ترسيب البخار الكيميائي). يعتبر إدخال الفوليرينات في الطور الغازي فعالاً من وجهتي نظر: زيادة معدل تكوين نوى الماس على الركيزة وإمداد اللبنات الأساسية من الطور الغازي إلى الركيزة. تعمل شظايا C 2 ككتل بناء ، والتي تبين أنها مادة مناسبة لنمو فيلم الماس. لقد تم إثبات أن معدل نمو أغشية الألماس يصل إلى 0.6 ميكرومتر / ساعة ، وهو أعلى بخمس مرات من معدل نمو أغشية الألماس. من أجل المنافسة الحقيقية بين الماس وأشباه الموصلات الأخرى في الإلكترونيات الدقيقة ، من الضروري تطوير طريقة للتفاعلية غير المتجانسة لأغشية الماس ، لكن نمو الأغشية أحادية البلورة على ركائز غير ماسية تظل مشكلة غير قابلة للحل. إحدى الطرق الممكنة لحل هذه المشكلة هي استخدام طبقة عازلة من الفوليرين بين الركيزة وفيلم الماس. من الشروط الأساسية للبحث في هذا الاتجاه الالتصاق الجيد للفوليرين بمعظم المواد. هذه الأحكام ذات صلة خاصة فيما يتعلق بالبحوث المكثفة على الماس لاستخدامها في الجيل التالي من الإلكترونيات الدقيقة. أداء عالي (سرعة انجراف عالية مشبعة) ؛ تجعل أعلى موصلية حرارية ومقاومة كيميائية لأي مادة معروفة الماس مادة واعدة للجيل القادم من الإلكترونيات.
مركبات فائقة التوصيل مع C 60
البلورات الجزيئية للفوليرين هي أشباه موصلات ، ومع ذلك ، في أوائل عام 1991 ، وجد أن تعاطي المنشطات الصلبة C 60 بكمية صغيرة من المعدن القلوي يؤدي إلى تكوين مادة ذات توصيل معدني ، والتي تمر في درجات حرارة منخفضة إلى موصل فائق. يتم إنتاج المنشطات بـ 60 عن طريق معالجة البلورات ببخار معدني عند درجات حرارة تصل إلى عدة مئات من درجات مئوية. في هذه الحالة ، يتم تكوين هيكل من النوع X 3 C 60 (X عبارة عن ذرة فلز قلوي). كان البوتاسيوم أول معدن يتم تقطيعه. يحدث انتقال مركب K 3 C 60 إلى حالة الموصلية الفائقة عند درجة حرارة 19 ك. هذه قيمة قياسية للموصلات الجزيئية الفائقة. سرعان ما ثبت أن العديد من الفوليريتات المخدرة مع ذرات فلز قلوي بنسبة إما X 3 C 60 أو XY 2 C 60 (X ، Y ذرات فلز قلوي) لها الموصلية الفائقة. كان صاحب الرقم القياسي بين الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية (HTSC) من هذه الأنواع هو RbCs 2 C 60 - T cr = 33 K.
تأثير المواد المضافة الصغيرة لسخام الفوليرين على خصائص مقاومة الاحتكاك والتآكل لمادة PTFE
وتجدر الإشارة إلى أن وجود الفوليرين C 60 في مواد التشحيم المعدنية يبدأ في تكوين طبقة واقية من الفوليرين بوليمر بسمك 100 نانومتر على أسطح الأجسام المضادة. يحمي الفيلم المشكل من التدهور الحراري والتأكسدي ، ويزيد من عمر وحدات الاحتكاك في حالات الطوارئ بمقدار 3-8 مرات ، والاستقرار الحراري لمواد التشحيم حتى 400-500 درجة مئوية وقدرة تحمل وحدات الاحتكاك بمقدار 2-3 مرات ، يوسع نطاق ضغط التشغيل لوحدات الاحتكاك بمقدار 1 ، 5-2 مرات ، ويقلل من وقت تشغيل الأجسام المضادة.
تطبيقات أخرى
تشمل التطبيقات الأخرى المثيرة للاهتمام المراكم والبطاريات الكهربائية ، حيث يتم استخدام إضافات الفوليرين بطريقة أو بأخرى. تعتمد هذه البطاريات على كاثودات الليثيوم التي تحتوي على الفوليرينات المقسمة. يمكن أيضًا استخدام الفوليرين كمواد مضافة لإنتاج الماس الاصطناعي باستخدام طريقة الضغط العالي. في هذه الحالة ، يزيد مردود الماس بنسبة 30٪.
بالإضافة إلى ذلك ، وجدت الفوليرينات تطبيقًا كمواد مضافة في الدهانات المنتفخة (المنتفخة) المقاومة للحريق. بسبب إدخال الفوليرين ، يتضخم الطلاء تحت تأثير درجة الحرارة أثناء الحريق ، يتم تكوين طبقة فحم كثيفة إلى حد ما ، مما يزيد عدة مرات من وقت التسخين إلى درجة الحرارة الحرجة للهياكل المحمية.
أيضًا ، تُستخدم الفوليرينات ومشتقاتها الكيميائية المختلفة جنبًا إلى جنب مع البوليمرات شبه الموصلة متعددة الترابط لتصنيع الخلايا الشمسية.
الخواص الكيميائية
على الرغم من عدم وجود ذرات الهيدروجين التي يمكن استبدالها كما في حالة المركبات العطرية التقليدية ، لا يزال من الممكن استخدام الفوليرين بطرق كيميائية مختلفة. على سبيل المثال ، تم تطبيق تفاعلات الفوليرين مثل تفاعل Diels-Alder وتفاعل Prato وتفاعل Bingel بنجاح. يمكن أيضًا هدرجة الفوليرينات لتشكيل منتجات من C 60 H 2 إلى C 60 H 50.
الأهمية الطبية
مضادات الأكسدة
الفوليرين هي أقوى مضادات الأكسدة المعروفة اليوم. في المتوسط ، تتجاوز تأثير جميع مضادات الأكسدة المعروفة لديهم بنسبة 100-1000 مرة. ونتيجة لذلك ، من المفترض أن يكونوا قادرين على إطالة متوسط عمر الفئران والديدان المستديرة بشكل كبير. في شكله الطبيعي ، يوجد في شونجيت وهواء البحر. من المفترض أن C60 الفوليرين المذاب في زيت الزيتون يمكن دمجه في الأغشية الدهنية ثنائية الطبقة للخلايا والميتوكوندريا ويعمل كمضاد للأكسدة يمكن إعادة استخدامه.
يجب أن يحمي الإنسان منزله من المطر والبرد ؛ حديقتك من الآفات. الهواء من غازات العادم الماء من الشوائب من الصناعات الضارة ، أي أن الإنسان الذي يعيش في بيئته يجب أن يحمي بيئته من خلق يديه ومن "نفسه".
من سينقذ الشخص؟ الجمال؟
وفقًا للعلماء ، هناك نوع معين منه يمكن أن يجعل وجودنا أسهل.
هذا هو جمال جزيئات الكربون متعددة الذرات ، والتي تسمى "الفوليرين".
الفوليرين جزيئات غير عادية على شكل كرة قدم. مثل الكرة ، فهي مجوفة من الداخل وقد أرادوا تسميتها "كرة القدم" ، لكن من المستحيل لعب كرة القدم بالفوليرين ، لأن حجمها يبلغ 1 نانومتر ، أي جزء من المليار من المتر.
الفوليرين هو التعديل الرابع للكربون غير المعروف سابقًا (الثلاثة الأولى هي الجرافيت والماس والكربون). تم اكتشافه في عام 1985 ، وبالصدفة. أصبح الكيميائي وعالم الفيزياء الفلكية الإنجليزي هارولد كروتو ، الذي درس الغبار بين النجوم ، مهتمًا بجزيئات الكربون الموجودة هناك. بعد أن واجه صعوبات في تحليلهم ، طلب المساعدة من زملائه الأمريكيين روبرت كيرل وريتشارد سمالي ، الذين شاركوا في تبخر المواد باستخدام الليزر. كل الثلاثة بدأوا العمل بحماس. تبخير الجرافيت لإنتاج الجسيمات التي كانوا يبحثون عنها ، فوجئوا بالعثور على جزيئات كربون غير معروفة تشبه كرة القدم في البقايا. تم تذكير هارولد كروتو ، البادئ بهذه القصة ، بقشرة الجزيء الجديد من خلال العمل الشهير للمهندس المعماري الأمريكي آر بي فولر - القبة الجيوديسية للجناح الأمريكي في المعرض العالمي EXPO-67. اقترح كروتو تسمية الجسيمات الجديدة باسم فولر. هكذا ظهرت كلمة "فوليرين".
أرسل الباحثون على الفور تقريرًا عن اكتشافهم إلى مجلة Nature.
أثار اكتشاف جزيئات جديدة اهتمامًا لا يُصدق بأبحاثهم الإضافية. اندلعت "طفرة الفوليرين" ، التي أدت إلى إنشاء تقنيات النانو ، وبمساعدتها ، إلى تطوير مواد ومركبات لم يسبق لها مثيل من قبل مخصصة لمختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والطب والصيدلة.
في عام 1996 ، حصل R. Curl و H. Kroto و R. Smalley على جائزة نوبل في الكيمياء لاكتشاف الفوليرينات. أحدثت الفوليرين ثورة حقيقية! وعلى الرغم من أن نتائجها ملحوظة حتى الآن في العلوم والتكنولوجيا فقط ، فإن ثورة في الطب ليست بعيدة.
تكمن الثورة في قفزة نوعية من جزء المليون من المتر إلى النانو ... جزء المليار. نحن نفتح آفاقًا للحصول على مواد جديدة باستخدام تقنية النانو ، وبالطبع ظهور الطب النانوي ("النانو" في الترجمة يعني "القزم"). قد لا تجد بعد كلمة "طب النانو" في القواميس ، لكن هذه الصناعة أعلنت بالفعل حقها في الوجود.
صغير لكن دقيق:
دعونا ننظر في خصائص الفوليرين من وجهة نظر تطبيقها في الطب.
ومن أبرز خصائص هذه المواد قدرتها على تكوين محاليل مائية. من خلال دمج مادة الفوليرين الأكثر ثباتًا (تسمى C60) في جزيء الماء ، تمكن العلماء من إنشاء بيئة مائية مشابهة جدًا للبيئة في الخلايا السليمة للجسم. الماء مع الفوليرين المدمج يحيد الجذور الحرة ، أي أنه مضاد للأكسدة. الجذور الحرة هي سبب العديد من الأمراض. هذه الجزيئات التي تتشكل في أجسامنا تتلف الكروموسومات وتؤدي إلى شيخوخة الخلايا والسرطان وانخفاض المناعة. تعارضهم مضادات الأكسدة - وهي مواد مفيدة تتحد مع الجذور الحرة وتمنع آثارها المدمرة.
مضادات الأكسدة العادية هي قطعة ، مواد تستخدم مرة واحدة. لنفترض أن جزيء الفيتامين ، عند دمجه مع الجذور الحرة ، يشكل مركبًا غير ضار وهو خارج اللعبة. جزيء واحد لكل جذري؟ ليس كثيراً! وكرة الفوليرين تدوم طويلاً: فهي تبقى في اللعبة طوال الوقت ، وتمتلك الخاصية السحرية لجذب الجذور الحرة إلى نفسها. بالإضافة إلى ذلك ، تتحد هذه الجذور "الملتصقة" مع بعضها البعض وتشكل مواد غير ضارة. نظرًا لوجود الفوليرين ، تتسارع هذه العملية بشكل لا يصدق ، ثم يتم التخلص من الجذور المؤسفة بأعداد كبيرة. تعتبر محاليل الفوليرين أكثر فعالية بعدة مرات من مضادات الأكسدة التقليدية. في غضون ذلك ، يقول الباحثون أن الفوليرين ليس دواء بالمعنى المعتاد للكلمة ، لأن الدواء يساعد في علاج مرض معين ، وتعمل محاليل الفوليرين على نطاق أوسع ، في حجم الكائن الحي بأكمله.
دواء بالبادئة "نانو"
إن إمكانيات هذه الكرات النانوية لا تنضب حقًا ولا تقتصر على محاربة الجذور الحرة فقط. الفوليرينات قادرة على تكوين مجموعات كاملة من المركبات النشطة بيولوجيا. عند ملء تجويف الفوليرين بمادة علاجية ، يمكنك دفع هذه الكرة ، كما لو كانت في الجيب ، إلى النقطة المطلوبة. يمكن استخدام هذه الفوليرينات ، التي يطلق عليها مازحا محشوة ، لتوصيل المضادات الحيوية والفيتامينات والهرمونات إلى الخلايا المريضة. يتم العمل بشكل خاص على إنشاء مستحضرات الفوليرين لعلاج أمراض الدماغ. لأول مرة في العالم ، تم تصنيع أحد مضادات الأكسدة الفوليرين لعلاج خلايا الدماغ التالفة في جامعة تل أبيب. أعطى استخدامه نتائج إيجابية في التجارب التي أجريت على الحيوانات حتى الآن. من المتوقع تطوير هذه التقنية بشكل أكبر لعلاج التصلب المتعدد ومرض الزهايمر. تُجرى التجارب باستخدام مادة الفوليرين لإيصال الأدوية عبر الجلد دون استخدام الحقن. يتم تطوير طرق لتدمير جينومات الفيروسات التي تخترق خلية حية بواسطة الفوليرينات القادرة. واعد العمل على استخدام الفوليرين كترياق. يمكنك الاستمرار لفترة طويلة ... في جميع أنحاء العالم ، يتم البحث عن أدوية الفوليرين ضد السرطان ، والنتائج مشجعة!
إنه لأمر مؤسف أن أحد مكتشفهم ، ريتشارد سمالي ، لم يرق إلى الانتصار النهائي للكرات النانوية الواهبة للحياة. توفي عام 2005.
يستمر البحث عن علاج تكوينات الكربون ، على الرغم من أنه لم يتجاوز بعد المختبرات.
حجر الأردواز والفوليرين:
غالبًا ما تكون الاكتشافات البارزة أسطورية في البداية ، ويبدو أنها يمكن أن تصنع العجائب.
في روسيا ، بدأت "حمى الفوليرين" في أواخر التسعينيات من القرن الماضي. كان مرتبطًا بصخور صخرية كربونية - شونجيت ، تم اكتشاف رواسبها في كاريليا.
وفقًا لإحدى الروايات ، بعد أن علم الجيولوجي السوفياتي S. Tsipursky باكتشاف الفوليرين ، قام بتسليم shungite ، الذي أحضره من كاريليا ، إلى مختبر جامعة أريزونا في أمريكا للبحث. نُشرت نتائج هذه الدراسة ، التي أجريت بمشاركة تسيبورسكي نفسه ، في مقال في مجلة علمية في عام 1992. وقالت أنه تم العثور بالفعل على كمية صغيرة من الفوليرين في shungite. أصبح إحساسًا تسبب في إجراء مزيد من البحث عن الشونجيت للأغراض الطبية.
ومع ذلك ، كانت هناك منذ فترة طويلة أساطير حول الخصائص العلاجية للشونجيت. هذا اللوح الأسود الشرير كان يسمى حجر الأردواز في الأيام الخوالي. ثم أطلق عليها اسم "شونجيت" - من قرية شونجا كاريليان ، حيث شق نبع بمياه شافية طريقه عبر رواسب هذه الصخرة. اعتاد كبار السن المحليين على القول إن الشونجيت يعالج مائة قرحة. وفقًا للأسطورة ، تم علاج البويار Xenia Romanova ، الذي نفيه بوريس غودونوف إلى هذه الأجزاء ، من العديد من الأمراض هنا. كانت والدة أول القيصر الروسي ميخائيل فيدوروفيتش. في ذكرى لها ، أطلق على الربيع المعجزة اسم "مفتاح تساريفيتش". ومع ذلك ، بعد الإفراج عن زينيا ، نسوا أمره. كانت كسينيا رومانوفا هي جدة بطرس الأكبر ، وربما وصلت إليه أساطير العائلة حول الخصائص العلاجية لحجر الأردواز. ربما كان للحجر أيضًا خصائص مطهرة. بطريقة أو بأخرى ، ولكن هناك أدلة على أن بيتر أمر بالحفاظ على حجر صخري في حقائب الجندي ووضعه في أواني من الماء ، "من أجل الحفاظ على قوة بطنه". من الواضح أن جنود الجيش السويدي ، الذين هُزموا في معركة بولتافا ، كانوا غير قادرين على إنقاذ "حصن البطن": في صيف عام 1709 الحار ، تعرضوا للضرب بسبب وباء الزحار في ذلك الوقت.
تُستخدم صخور الشونغيت في البناء وعلم المعادن ، وقد تم مؤخرًا استخدام shungite بنجاح في فلاتر تنقية المياه.
في عام 2003 ، أي بعد عشر سنوات من النشر المثير الأول ، تم نشر مقال في مجلة الجمعية الجيولوجية الأمريكية ، والذي أفاد بأن الفحوصات الشاملة لم تؤكد وجود الفوليرينات في الشنجيت. بالإضافة إلى ذلك ، حتى لو كانت موجودة ، فلن يتم إنشاء تأثير الشفاء بواسطة الحجر نفسه ، ولكن بواسطة محلوله المائي.
الإلكترونيات العضوية:
أنشأ العلماء في معهد جورجيا للتكنولوجيا ، نتيجة لأبحاثهم ، مصفوفة من الترانزستورات عالية السرعة ذات التأثير الميداني على أساس C60 الفوليرين.
أشار البروفيسور برنارد كيبلين إلى أن أشباه الموصلات العضوية هي مادة جديدة تمامًا وحديثة وواعدة جدًا في مجال الإلكترونيات النانوية.
إن نطاق الإلكترونيات النانوية العضوية ضخم: من شاشات العرض ولوحات الإعلانات الإلكترونية النشطة إلى علامات RFID وأجهزة الكمبيوتر المرنة.
مستحضرات التجميل النانوية: خلايا التجميل:
لا يزال استكشاف تقنية النانو قيد الاستكشاف ، ولكن هناك بالفعل مجموعة كاملة من منتجات التجميل التي تستخدم الخصائص الرائعة للفوليرين. على عبوات هذه المنتجات ، يكتبون عادةً: "يحتوي على الفوليرين" أو "يحتوي على C60" (هذا هو الجزيء الأكثر استقرارًا من هذه المجموعة). يدعي المصنعون أن الكريمات التي تحتوي على مادة الفوليرين تحسن بشكل كبير من حالة البشرة الناضجة ، وتبطئ عملية الشيخوخة ، وتحافظ على مرونة ونضارة الوجه.
قيد التوقيف:
يعد طب النانو اتجاهًا جديدًا تمامًا في مكافحة الأمراض. وعلى الرغم من حقيقة أن أفكارها ومشاريعها لا تزال في مرحلة البحث المخبري ، فلا شك أن المستقبل ينتمي إلى طب النانو.
توجد الفوليرين في كل مكان في الطبيعة ، وخاصة حيث يوجد الكربون والطاقات العالية. توجد بالقرب من نجوم الكربون ، في الفضاء بين النجوم ، في الأماكن التي يضرب فيها الصواعق ، بالقرب من فوهات البراكين ، وتتشكل عندما يتم حرق الغاز في موقد غاز منزلي أو في لهب ولاعة عادية.
تم العثور على الفوليرين أيضًا في أماكن تراكم صخور الكربون القديمة. مكان خاص ينتمي إلى معادن Karelian - shungite. يبلغ عمر هذه الصخور ، التي تحتوي على ما يصل إلى 80٪ من الكربون النقي ، حوالي 2 مليار سنة. طبيعة أصلهم لا تزال غير واضحة. أحد الافتراضات هو سقوط نيزك كربون كبير.
Fullerenes in shungites (Fullerenes in Shungites Stone) هو موضوع تمت مناقشته على نطاق واسع في العديد من المنشورات المطبوعة وعلى صفحات مواقع الإنترنت. هناك العديد من الآراء المتضاربة حول هذا الأمر ، فيما يتعلق بكل من القراء ومستخدمي منتجات shungite لديهم الكثير من الأسئلة. هل تحتوي shungites حقًا على الشكل الجزيئي للكربون - الفوليرين؟ هل تحتوي "المياه Marcial" الطبية على الفوليرين؟ هل من الممكن شرب ماء مشبع بالشونجيت وما فائدة ذلك؟ بناءً على خبرتنا في البحث العلمي حول خصائص مختلف shungites ، نقدم أدناه رأينا حول هذه الأسئلة وبعض الأسئلة الشائعة الأخرى.
في الوقت الحاضر ، أصبحت المنتجات المصنعة باستخدام Karelian shungites منتشرة على نطاق واسع. وهي عبارة عن فلاتر مختلفة لمعالجة المياه ، والأهرام ، والمعلقات ، والمنتجات التي تحمي من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، والمعاجين ، والحصى الشنجيت ، والعديد من الأنواع الأخرى من المنتجات المعروضة كوسائل وقائية وعلاجية وتحسين الصحة. في الوقت نفسه ، كقاعدة عامة ، في السنوات الأخيرة ، تُنسب الخصائص العلاجية لأنواع مختلفة من shungite إلى الفوليرينات الموجودة فيها.
بعد وقت قصير من اكتشاف الفوليرين في عام 1985 ، بدأ البحث النشط عنها في الطبيعة. تم العثور على الفوليرين في Karelian shungite ، كما ورد في المنشورات العلمية المختلفة. في المقابل ، قمنا بتطوير مناهج منهجية بديلة لعزل الفوليرينات من shungites وإثبات وجودها. حللت الدراسات العينات المأخوذة في مناطق مختلفة من Zaonezhye ، حيث توجد صخور shungite. قبل التحليل ، تم سحق عينات shungite إلى حالة microdisperse.
تذكر أن shungites عبارة عن شبكة سيليكات مخرمة ، تمتلئ فراغاتها بكربون shungite ، والذي يعتبر في بنيته منتجًا وسيطًا بين الكربون غير المتبلور والجرافيت. يوجد أيضًا في كربون الشونجيت مركبات عضوية طبيعية ذات وزن جزيئي منخفض وعالي (NONVS) ذات تركيبة كيميائية غير معروفة. تختلف Shungites في تكوين القاعدة المعدنية (ألومينوسيليكات ، سيليسي ، كربونات) وتكوين كربون شونجيت. تنقسم Shungites إلى كربون منخفض (يصل إلى 5٪ C) ، كربون متوسط (5-25٪ C) وكربون مرتفع (25-80٪ C). بعد الاحتراق الكامل للشونجيت في الرماد ، بالإضافة إلى السيليكون ، تم العثور على Fe ، Ni ، Ca ، Mg ، Zn ، Cd ، V ، Mo ، Cu ، Ce ، As ، W وعناصر أخرى.
يوجد الفوليرين في كربون الشنجيت على شكل مجمعات خاصة ومتلقية للمانحين القطبين مع PONVS. لذلك ، لا يحدث الاستخراج الفعال للفوليرينات منه بالمذيبات العضوية ، على سبيل المثال ، التولوين ، حيث تكون الفوليرين قابلة للذوبان بدرجة عالية ، وغالبًا ما يؤدي اختيار طريقة الاستخلاص هذه إلى نتائج متضاربة حول الوجود الحقيقي للفوليرين في الشنجيت. .
في هذا الصدد ، قمنا بتطوير طريقة للاستخراج بالموجات فوق الصوتية لتشتت المنظفات المائية من shungite ، متبوعًا بنقل الفوليرين من وسط قطبي إلى مرحلة مذيب عضوي. بعد عدة مراحل من الاستخلاص والتركيز والتنقية ، من الممكن الحصول على محلول في الهكسان ، حيث تتميز أطياف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء الخاصة بأطياف الفوليرين النقي C 60. أيضًا ، الإشارة الواضحة في الطيف الكتلي مع m / z = 720 (الشكل أدناه) هي تأكيد لا لبس فيه على وجود الفوليرين C60 فقط في shungites.
252 طيف كتلة Cf-PD من مستخلص شونجيت. تكون الإشارة عند 720 صباحًا فوليرين С60 ، والإشارات عند 696 ، 672 هي أيونات فوليرين تجزئة مميزة С60 تتشكل في ظروف تأين امتزاز البلازما.
ومع ذلك ، وجدنا أنه لا تحتوي كل عينة من shungite على الفوليرينات. من بين جميع عينات shungite التي قدمها لنا معهد الجيولوجيا التابع للمركز العلمي Karelian التابع لأكاديمية العلوم الروسية (Petrozavodsk ، روسيا) والتي تم اختيارها من مناطق مختلفة لحدوث صخور shungite ، تم العثور على C 60 الفوليرين في عينة واحدة فقط من شونجيت عالي الكربون يحتوي على أكثر من 80٪ كربون. علاوة على ذلك ، يحتوي على حوالي 0.04 بالوزن. ٪. من هذا المنطلق يمكننا أن نستنتج أنه لا تحتوي كل عينة من shungite على الفوليرين ، على الأقل بالكمية المتاحة للكشف عنها من خلال الطرق الحديثة عالية الحساسية للتحليل الفيزيائي والكيميائي.
إلى جانب ذلك ، من المعروف أن shungites يمكن أن تحتوي على كمية كبيرة إلى حد ما من الشوائب ، بما في ذلك أيونات المعادن الثقيلة متعددة التكافؤ. وبالتالي ، قد يحتوي الماء الممزوج بالشونجيت على شوائب سامة غير مرغوب فيها.
ولكن لماذا إذن تمتلك المياه Marcial (المياه الطبيعية Karelian التي تمر عبر الصخور المحتوية على shungite) خصائص بيولوجية فريدة من نوعها. تذكر أنه حتى في زمن بيتر الأول ، وبمبادرة شخصية منه ، تم افتتاح نبع الشفاء "Marcial Waters" في كاريليا (لمزيد من التفاصيل ، انظر). لفترة طويلة ، لم يستطع أحد شرح سبب الخصائص العلاجية الخاصة لهذا المصدر. كان من المفترض أن زيادة محتوى الحديد في هذه المياه هو سبب آثار الشفاء. ومع ذلك ، هناك العديد من المصادر التي تحتوي على الحديد على الأرض ، ولكن كقاعدة عامة ، فإن آثار الشفاء من تناولها محدودة للغاية. فقط بعد اكتشاف الفوليرين في صخور الشونغيت التي يتدفق من خلالها المصدر ، نشأ الافتراض بأن الفوليرين هو السبب الرئيسي ، وجوهر التأثير العلاجي للمياه القتالية.
في الواقع ، لا يحتوي الماء الذي يمر عبر طبقات صخور شونجيت "المغسولة" لفترة طويلة على أي كميات ملحوظة من الشوائب الضارة. الماء "مشبع" بالهيكل الذي تعطيه إياه الصخر. يساهم الفوليرين الموجود في shungite في ترتيب الهياكل المائية وتكوين مجموعات هيدرات شبيهة بالفوليرين واكتساب خصائص بيولوجية فريدة لمياه القتال. Shungite مخدر بالفوليرين هو نوع من المنظم الطبيعي للمياه التي تمر عبره. في الوقت نفسه ، لم يتمكن أحد حتى الآن من اكتشاف الفوليرينات في مياه مارسيال أو في تسريب المياه من شونجيت: إما أنها لم يتم غسلها من شونجيت ، أو إذا تم غسلها ، فحينئذٍ بكميات ضئيلة لم يتم اكتشافها بأي من الطرق المعروفة. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن الفوليرينات لا تذوب تلقائيًا في الماء. وإذا تم احتواء جزيئات الفوليرين في المياه العسكرية ، فسيتم الحفاظ على خصائصه المفيدة لفترة طويلة جدًا. ومع ذلك ، فهي نشطة لفترة قصيرة فقط. بالإضافة إلى "المياه الذائبة" ، المشبعة بالعنقودية ، والتراكيب الشبيهة بالجليد ، تحتفظ المياه Marcial ، التي تحتوي على هياكل شبيهة بالفوليرين وحيوية ، بخصائصها لبضع ساعات فقط. عند تخزين المياه القتالية ، وكذلك "المياه المذابة" ، فإن مجموعات المياه المطلوبة تدمر ذاتيًا وتكتسب المياه خصائص هيكلية ، مثل الماء العادي. لذلك ، ليس من المنطقي سكب مثل هذه المياه في الحاويات وتخزينها لفترة طويلة. إنه يفتقر إلى عنصر تشكيل الهيكل ودعم الهيكل ، C60 فوليرين في حالة رطبة ، وهو قادر على الحفاظ على مجموعات المياه المنظمة لفترة طويلة بشكل تعسفي. بمعنى آخر ، من أجل أن تحتفظ المياه بهياكلها العنقودية الطبيعية لفترة طويلة ، فإن الوجود المستمر لعامل تكوين البنية فيها ضروري. لهذا ، فإن جزيء الفوليرين هو الأمثل ، كما رأينا لسنوات عديدة ، حيث ندرس الخصائص الفريدة للفوليرين المائي C 60.
بدأ كل شيء في عام 1995 ، عندما طورنا طريقة للحصول على المحاليل الجزيئية الغروانية للفوليرينات المائية في الماء. في الوقت نفسه ، تعرفنا على كتاب يحكي عن الخصائص غير العادية للمياه القتالية. حاولنا إعادة إنتاج الجوهر الطبيعي للمياه القتالية في ظروف معملية. لهذا الغرض ، تم استخدام مياه بدرجة عالية من التنقية ، والتي ، وفقًا لتقنية خاصة ، تمت إضافة الفوليرين المائي C 60 بجرعات صغيرة جدًا. بعد ذلك ، بدأ إجراء العديد من الاختبارات البيولوجية على مستوى الجزيئات الحيوية الفردية والخلايا الحية والكائن الحي بأكمله. كانت النتائج مذهلة. في أي علم أمراض تقريبًا ، وجدنا فقط التأثيرات البيولوجية الإيجابية لعمل الماء مع الفوليرين المائي C 60 ، وآثار استخدامه لم تتزامن تمامًا فحسب ، بل تجاوزت أيضًا في العديد من العوامل ، التأثيرات التي تم وصفها لمياه الدفاع عن النفس مرة أخرى في مرات بطرس. تختفي العديد من التغيرات المرضية في الكائن الحي وتعود إلى حالتها الطبيعية والصحية. لكن هذا ليس دواءً مستهدفًا وليس مركبًا كيميائيًا غريبًا ، ولكنه مجرد كرة من الكربون مذابة في الماء. علاوة على ذلك ، يحصل المرء على انطباع بأن الفوليرين المائي سي 60 يساعد على إعادة أي تغييرات سلبية في الجسم إلى "الحالة الطبيعية" من خلال استعادة وصيانة الهياكل التي ولّدها ، كمصفوفة ، في عملية ولادة الحياة.
لذلك ، على ما يبدو ، ليس من قبيل المصادفة أن أورلوف أ. في كتابه "Shungite - حجر من الماء النقي" ، يقارن خصائص shungites و fullerenes ، ويتحدث عن الأخير باعتباره جوهر الصحة.
1. Buseck وآخرون. الفوليرين من البيئة الجيولوجية. Science 10 July 1992: 215-217. DOI: 10.1126 / العلوم .257.5067.215.37.
2. ن. يوشكين. التركيب الكروي فوق الجزيئي للشنجيت: مسح بيانات الفحص المجهري النفقي. دان ، 1994 ، ص 337 ، رقم 6 ص. 800-803.
3. V. ريزنيكوف. يوس. بوليكوفسكي. يعتبر كربون شونجيت غير المتبلور بيئة طبيعية لتكوين الفوليرينات. رسائل إلى ZhTF. 2000. v. 26. ج. 15. ص 94-102.
4. بيتر ر. بوسيك. الفوليرينات الجيولوجية: مراجعة وتحليل. رسائل علوم الأرض والكواكب. V 203، I 3-4، 15 November 2002، Pages 781-792
5.N.N. روزكوفا ، جي في أندريفسكي. أنظمة غروانية مائية تعتمد على الكربون الشنجيت واستخراج الفوليرين منها. ورشة العمل الدولية الرابعة بينالي في روسيا "الفوليرين والعناقيد الذرية" IWFAC "99 4-8 أكتوبر 1999 ، سان بطرسبرج ، روسيا ، كتاب الملخصات ، ص 330.
6. N.N. Rozhkova، G.V. أندريفسكي. الفوليرين في الكربون الشنجيت. جلس. علمي وقائع الدولية ندوة "الفوليرين والهياكل الشبيهة بالفوليرين": 5-8 حزيران (يونيو) 2000 ، BSU ، مينسك ، 2000 ، ص 63-69.
7. N.N. روجكوفا ، ج. أندريفسكي. الغروانيات النانوية الكربونية Shungite. استخلاص الفوليرينات بالمذيبات المائية. جلس. علمي وقائع الندوة الدولية الثالثة "علم المعادن والحياة: التماثل المعدني الحيوي" ، 6-8 حزيران (يونيو) 2000 ، سيكتيفكار ، روسيا ، جيوبرينت ، 2000 ، ص 53-55.
8. S.A. فيشنفسكي. المناطق الطبية في كاريليا. دار النشر الحكومية لـ Karelian ASSR ، بتروزافودسك ، 1957 ، 57 ص.
9. الفوليرين: جوهر الصحة. الفصل على ص. 79-98 في كتاب: م. أورلوف. "Shungite - حجر من الماء النقي". موسكو - سانت بطرسبرغ: "دار النشر DILYa" ، 2004. - 112 صفحة ؛ وعلى الإنترنت في الموقع (www.golkom.ru/book/36.html).
فوليرين سي 60
فوليرين سي 540
الفوليرين, بوكي بولزأو بوكي بولز- المركبات الجزيئية التي تنتمي إلى فئة الأشكال المتآصلة للكربون (البعض الآخر هو الماس ، والكاربين ، والجرافيت) وتمثل متعددات الوجوه المغلقة المحدبة ، المكونة من عدد زوجي من ثلاث ذرات كربون متناسقة. تدين هذه الروابط باسم المهندس والمصمم ريتشارد بكمنستر فولر ، الذي بُنيت هياكله الجيوديسية على هذا المبدأ. في البداية ، اقتصرت هذه الفئة من المفاصل على الهياكل التي تحتوي فقط على وجوه خماسية وسداسية. لاحظ أنه لوجود مثل هذا متعدد الوجوه مغلق شيد من نالرؤوس التي تشكل فقط وجوهًا خماسية وسداسية ، وفقًا لنظرية أويلر عن متعدد السطوح ، والتي تؤكد صحة المساواة | ن | − | ه | + | F | = 2 (أين | ن | , | ه| و | F| على التوالي ، عدد الرؤوس والحواف والوجوه) ، الشرط الضروري هو وجود 12 وجهًا خماسيًا بالضبط و ن/ 2-10 وجوه سداسية. إذا كان جزيء الفوليرين ، بالإضافة إلى ذرات الكربون ، يشتمل على ذرات عناصر كيميائية أخرى ، فعندئذ إذا كانت ذرات العناصر الكيميائية الأخرى موجودة داخل قفص الكربون ، فإن هذه الفوليرين تسمى إندوهيدرال ، إذا كانت خارجية - خارجية.
تاريخ اكتشاف الفوليرين
الخصائص الهيكلية للفوليرينات
في جزيئات الفوليرين ، توجد ذرات الكربون عند رؤوس الأشكال السداسية والخماسية المنتظمة ، والتي تشكل سطح الكرة أو الشكل الإهليلجي. يعتبر الفوليرين (C 60) الممثل الأكثر تناسقًا والأكثر دراسة عن عائلة الفوليرين ، حيث تشكل ذرات الكربون مجسمًا عشريًا مجسمًا ، يتكون من 20 سداسيًا و 12 خماسيًا ويشبه كرة القدم. نظرًا لأن كل ذرة كربون من الفوليرين C 60 تنتمي في وقت واحد إلى شكلين سداسيين وواحد خماسي ، فإن جميع الذرات في C 60 متكافئة ، وهو ما يؤكده طيف الرنين المغناطيسي النووي (NMR) لنظير 13 درجة مئوية - يحتوي على سطر واحد فقط. ومع ذلك ، ليست كل روابط C-C بنفس الطول. الرابطة C = C ، وهي ضلع شائع لشكل سداسي ، هي 1.39 Å ، والرابطة C-C ، وهي شائعة في الشكل السداسي والخماسي ، أطول وتساوي 1.44 Å. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الرابطة من النوع الأول مزدوجة ، والثانية أحادية ، وهو أمر ضروري لكيمياء C 60 الفوليرين.
ثاني أكثر الفوليرين شيوعًا هو C 70 ، والذي يختلف عن C 60 فوليرين عن طريق إدخال حزام من 10 ذرات كربون في المنطقة الاستوائية C 60 ، ونتيجة لذلك يكون جزيء C 70 ممدودًا ويشبه كرة الرجبي في شكل.
تتكون ما يسمى بالفوليرينات الأعلى التي تحتوي على عدد أكبر من ذرات الكربون (تصل إلى 400) بكميات أقل بكثير وغالبًا ما يكون لها تركيبة متشابهة معقدة نوعًا ما. من بين الفوليرينات الأعلى التي تمت دراستها ، يمكن للمرء أن يميز C ن , ن= 74 و 76 و 78 و 80 و 82 و 84.
توليف الفوليرينات
تم عزل الفوليرينات الأولى من أبخرة الجرافيت المكثفة التي تم الحصول عليها عن طريق التشعيع بالليزر لعينات الجرافيت الصلب. في الواقع ، كانت آثارًا للمادة. تم اتخاذ الخطوة المهمة التالية في عام 1990 من قبل دبليو كريتشمير ولامب ود. . في عملية تآكل الأنود ، استقر السخام المحتوي على كمية معينة من الفوليرين على جدران الغرفة. بعد ذلك ، كان من الممكن اختيار المعلمات المثلى لتبخر القطب (الضغط ، وتركيب الغلاف الجوي ، والتيار ، وقطر القطب) ، حيث يتم تحقيق أعلى عائد من الفوليرين ، بمتوسط 3-12 ٪ من مادة الأنود ، والتي تحدد في النهاية ارتفاع تكلفة الفوليرين.
في البداية ، لم تنجح جميع المحاولات التي قام بها المجربون لإيجاد طرق أرخص وأكثر إنتاجية للحصول على كميات غرام من الفوليرين (احتراق الهيدروكربونات في اللهب ، والتركيب الكيميائي ، وما إلى ذلك) ، وظلت طريقة "القوس" الأكثر إنتاجية لفترة طويلة (الإنتاجية حوالي 1 جم / ساعة). بعد ذلك ، تمكنت Mitsubishi من إنشاء الإنتاج الصناعي للفوليرينات عن طريق حرق الهيدروكربونات ، ولكن هذه الفوليرينات تحتوي على الأكسجين ، وبالتالي فإن طريقة القوس لا تزال هي الطريقة الوحيدة المناسبة للحصول على الفوليرينات النقية.
لا تزال آلية تكوين الفوليرين في القوس غير واضحة ، نظرًا لأن العمليات التي تحدث في منطقة حرق القوس غير مستقرة ديناميكيًا ، مما يعقد نظرها النظري إلى حد كبير. لقد ثبت بشكل قاطع فقط أن الفوليرين يتم تجميعه من ذرات كربون فردية (أو شظايا C 2). لإثبات ذلك ، تم استخدام 13 درجة مئوية من الجرافيت عالي النقاء كقطب أنود ، أما القطب الآخر فقد تم صنعه من الجرافيت العادي 12 درجة مئوية. سطح الفوليرين. يشير هذا إلى تحلل مادة الجرافيت إلى ذرات فردية أو أجزاء من المستوى الذري وتجميعها اللاحق في جزيء فوليرين. جعل هذا الظرف من الضروري التخلي عن الصورة المرئية لتكوين الفوليرينات نتيجة لطي طبقات الجرافيت الذرية إلى كرات مغلقة.
أدت الزيادة السريعة نسبيًا في العدد الإجمالي للتركيبات لإنتاج الفوليرين والعمل المستمر لتحسين طرق تنقيتها إلى انخفاض كبير في تكلفة C 60 على مدار الـ 17 عامًا الماضية - من 10000 دولار إلى 10-15 دولارًا لكل غرام ، الذي أوصلهم إلى حدود استخدامهم الصناعي الحقيقي.
لسوء الحظ ، على الرغم من تحسين طريقة Huffman-Kretchmer (HK) ، لا يمكن زيادة محصول الفوليرين بأكثر من 10-20٪ من الكتلة الإجمالية للجرافيت المحترق. بالنظر إلى التكلفة العالية نسبيًا للمنتج الأولي ، الجرافيت ، يصبح من الواضح أن هذه الطريقة لها قيود أساسية. يعتقد العديد من الباحثين أنه لن يكون من الممكن تقليل تكلفة الفوليرينات التي تم الحصول عليها بطريقة XC إلى أقل من بضعة دولارات للجرام. لذلك ، تهدف جهود عدد من مجموعات البحث إلى إيجاد طرق بديلة للحصول على الفوليرين. تم تحقيق أكبر نجاح في هذا المجال من قبل شركة Mitsubishi ، والتي ، كما ذكرنا سابقًا ، تمكنت من إنشاء الإنتاج الصناعي للفوليرين عن طريق حرق الهيدروكربونات في اللهب. تبلغ تكلفة هذه الفوليرين حوالي 5 دولارات للجرام (2005) ، والتي لم تؤثر على تكلفة الفوليرين بالقوس الكهربائي.
وتجدر الإشارة إلى أن التكلفة العالية للفوليرين لا تتحدد فقط من خلال انخفاض إنتاجها أثناء احتراق الجرافيت ، ولكن أيضًا من خلال صعوبة عزل وتنقية وفصل الفوليرينات ذات الكتل المختلفة عن أسود الكربون. الطريقة المعتادة هي كما يلي: يتم خلط السخام الناتج عن حرق الجرافيت مع التولوين أو مذيب عضوي آخر (قادر على إذابة الفوليرين بشكل فعال) ، ثم يتم ترشيح الخليط أو طرده بالطرد المركزي ، وتبخر المحلول المتبقي. بعد إزالة المذيب ، يبقى راسب متبلور ناعم داكن - خليط من الفوليرين ، يسمى عادة الفوليريت. يتضمن تكوين الفوليريت تكوينات بلورية مختلفة: بلورات صغيرة من جزيئات C 60 و C 70 وبلورات C 60 / C 70 عبارة عن محاليل صلبة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الفوليريت دائمًا على كمية صغيرة من الفوليرينات الأعلى (تصل إلى 3٪). يتم فصل خليط من الفوليرين إلى كسور جزيئية فردية باستخدام كروماتوجرافيا سائلة على أعمدة وكروماتوجرافيا سائلة عالية الضغط (HPLC). يستخدم الأخير بشكل أساسي لتحليل نقاء الفوليرينات المعزولة ، حيث أن الحساسية التحليلية لطريقة HPLC عالية جدًا (تصل إلى 0.01٪). أخيرًا ، المرحلة الأخيرة هي إزالة بقايا المذيب من عينة الفوليرين الصلبة. يتم إجراؤه بالحفاظ على العينة عند درجة حرارة 150-250 درجة مئوية في فراغ ديناميكي (حوالي 0.1 تور).
الخصائص الفيزيائية والقيمة المطبقة للفوليرين
الفوليريت
تسمى الأنظمة المكثفة المكونة من جزيئات الفوليرين الفوليريت. النظام الأكثر دراسة من هذا النوع هو بلورة C 60 ، أقل - نظام C 70 البلوري. يتم إعاقة دراسات بلورات الفوليرين الأعلى بسبب تعقيد تحضيرها. ترتبط ذرات الكربون في جزيء الفوليرين بروابط بيتا وبيتا ، بينما لا توجد رابطة كيميائية (بالمعنى المعتاد للكلمة) بين جزيئات الفوليرين الفردية في البلورة. لذلك ، في النظام المكثف ، تحتفظ الجزيئات الفردية بخصائصها الفردية (وهو أمر مهم عند النظر في التركيب الإلكتروني للبلورة). يتم الاحتفاظ بالجزيئات في البلورة بواسطة قوى فان دير فال ، والتي تحدد إلى حد كبير الخصائص العيانية للصلب C 60.
في درجات حرارة الغرفة ، تحتوي بلورة C 60 على شبكة مكعبة (fcc) مركزها الوجه مع ثابت يبلغ 1.415 نانومتر ، ولكن مع انخفاض درجة الحرارة ، يحدث انتقال طور من الدرجة الأولى (T cr ≈ 260 K) وبلورة C 60 يغير هيكلها إلى شكل مكعب بسيط (ثابت شعرية 1.411 نانومتر). عند درجة حرارة T> Tcr ، C 60 تدور جزيئات C بشكل عشوائي حول مركز توازنها ، وعندما تنخفض إلى درجة حرارة حرجة ، يتم تجميد محوري الدوران. التجميد الكامل للدوران يحدث عند 165 ك. على النحو التالي من نتائج هذا العمل ، فإن البلورات من هذا النوع لها شبكة شعرية محورها الجسم (bcc) مع خليط صغير من المرحلة السداسية.
الخصائص البصرية غير الخطية للفوليرينات
يُظهر تحليل التركيب الإلكتروني للفوليرينات وجود أنظمة الإلكترون ، والتي توجد لها قيم كبيرة للحساسية اللاخطية. تمتلك الفوليرين بالفعل خصائص بصرية غير خطية. ومع ذلك ، نظرًا للتماثل العالي لجزيء C 60 ، فإن التوليد التوافقي الثاني ممكن فقط عندما يتم إدخال عدم تناسق في النظام (على سبيل المثال ، عن طريق مجال كهربائي خارجي). من وجهة نظر عملية ، فإن السرعة العالية (~ 250 ps) ، التي تحدد قمع الجيل التوافقي الثاني ، جذابة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن C 60 الفوليرين قادرة أيضًا على توليد التوافقية الثالثة.
مجال آخر ممكن لاستخدام الفوليرين ، وقبل كل شيء ، C 60 هو مصاريع بصرية. تم عرض إمكانية استخدام هذه المادة بطول موجة يبلغ 532 نانومتر بشكل تجريبي. يتيح وقت الاستجابة القصير استخدام الفوليرينات كمحددات إشعاع ليزر ومفاتيح Q. ومع ذلك ، لعدد من الأسباب ، يصعب على الفوليرين التنافس هنا مع المواد التقليدية. التكلفة العالية ، والصعوبات في تشتيت الفوليرين في النظارات ، والقدرة على التأكسد السريع في الهواء ، والمعاملات غير المسجلة للقابلية غير الخطية ، وعتبة عالية للحد من الإشعاع البصري (غير مناسب لحماية العين) تخلق صعوبات خطيرة في مكافحة المواد المنافسة .
ميكانيكا الكم والفوليرين
الفوليرين الرطب (HyFn) ؛ (C 60 @ (H 2 O) n)
محلول مائي C 60 HyFn
Hydrated C 60 - C 60 HyFn الفوليرين عبارة عن مركب فائق الجزيء قوي مائي يتكون من جزيء C 60 من الفوليرين المغلق في غلاف الترطيب الأول ، والذي يحتوي على 24 جزيء ماء: C 60 @ (H 2 O) 24. يتكون غلاف الماء نتيجة تفاعل المتبرع - المتقبل لأزواج وحيدة من جزيئات الأكسجين في الماء مع مراكز متقبل الإلكترون على سطح الفوليرين. في الوقت نفسه ، ترتبط جزيئات الماء الموجهة بالقرب من سطح الفوليرين بشبكة حجمية من الروابط الهيدروجينية. حجم C 60 HyFn يتوافق مع 1.6-1.8 نانومتر. في الوقت الحاضر ، الحد الأقصى لتركيز C 60 ، على شكل C 60 HyFn ، الذي تم إنشاؤه في الماء ، يعادل 4 مجم / مل. صورة لمحلول مائي لـ C 60 HyFn بتركيز C 60 0.22 مجم / مل على اليمين.
الفوليرين كمادة لتكنولوجيا أشباه الموصلات
بلورة الفوليرين الجزيئية عبارة عن شبه موصل به فجوة نطاق تبلغ 1.5 فولت تقريبًا وخصائصه تشبه إلى حد كبير خصائص أشباه الموصلات الأخرى. لذلك ، تم ربط عدد من الدراسات باستخدام الفوليرين كمادة جديدة للتطبيقات التقليدية في الإلكترونيات: الصمام الثنائي ، والترانزستور ، والخلايا الكهروضوئية ، وما إلى ذلك. نانوثانية). ومع ذلك ، تبين أن تأثير الأكسجين على موصلية أفلام الفوليرين يمثل عيبًا كبيرًا ، وبالتالي نشأت الحاجة إلى الطلاءات الواقية. بهذا المعنى ، من الواعد أكثر استخدام جزيء الفوليرين كجهاز نانوي مستقل ، وعلى وجه الخصوص ، كعنصر تضخيم.
الفوليرين كمقاوم للضوء
تحت تأثير الأشعة المرئية (> 2 فولت) والأشعة فوق البنفسجية وطول الموجة الأقصر ، تتبلمر الفوليرينات وفي هذا الشكل لا تذوب بالمذيبات العضوية. كتوضيح لاستخدام مقاوم الضوء الفوليرين ، يمكن للمرء أن يعطي مثالًا للحصول على دقة دون الميكرون (≈20 نانومتر) عن طريق حفر السيليكون بحزمة إلكترونية باستخدام قناع من فيلم C 60 مبلمر.
إضافات الفوليرين لنمو أغشية الألماس بطريقة الأمراض القلبية الوعائية
هناك إمكانية أخرى مثيرة للاهتمام للتطبيق العملي وهي استخدام إضافات الفوليرين في نمو أغشية الماس بواسطة طريقة CVD (ترسيب البخار الكيميائي). يعتبر إدخال الفوليرينات في الطور الغازي فعالاً من وجهتي نظر: زيادة معدل تكوين نوى الماس على الركيزة وإمداد اللبنات الأساسية من الطور الغازي إلى الركيزة. تعمل شظايا C 2 ككتل بناء ، والتي تبين أنها مادة مناسبة لنمو فيلم الماس. تم إثبات أن معدل نمو أغشية الألماس يصل إلى 0.6 ميكرومتر / ساعة ، وهو أعلى بخمس مرات من معدل نمو أغشية الألماس. من أجل المنافسة الحقيقية بين الماس وأشباه الموصلات الأخرى في الإلكترونيات الدقيقة ، من الضروري تطوير طريقة للتفاعلية غير المتجانسة لأغشية الماس ، لكن نمو الأغشية أحادية البلورة على ركائز غير ماسية تظل مشكلة غير قابلة للحل. إحدى الطرق الممكنة لحل هذه المشكلة هي استخدام طبقة عازلة من الفوليرين بين الركيزة وفيلم الماس. من الشروط الأساسية للبحث في هذا الاتجاه الالتصاق الجيد للفوليرين بمعظم المواد. هذه الأحكام ذات صلة خاصة فيما يتعلق بالبحوث المكثفة على الماس لاستخدامها في الجيل التالي من الإلكترونيات الدقيقة. أداء عالي (سرعة انجراف عالية مشبعة) ؛ تجعل أعلى موصلية حرارية ومقاومة كيميائية لأي مادة معروفة الماس مادة واعدة للجيل القادم من الإلكترونيات.
مركبات فائقة التوصيل مع C 60
بلورات الفوليرين الجزيئية هي أشباه موصلات ، ومع ذلك ، في أوائل عام 1991 ، وجد أن تعاطي المنشطات الصلبة C 60 بكمية صغيرة من المعدن القلوي يؤدي إلى تكوين مادة ذات توصيل معدني ، والتي تمر في درجات حرارة منخفضة إلى موصل فائق. يتم إنتاج المنشطات بـ 60 عن طريق معالجة البلورات ببخار معدني عند درجات حرارة تصل إلى عدة مئات من درجات مئوية. في هذه الحالة ، يتم تكوين هيكل من النوع X 3 C 60 (X عبارة عن ذرة فلز قلوي). كان أول معدن مقحم هو البوتاسيوم. يحدث انتقال مركب K 3 C 60 إلى حالة الموصلية الفائقة عند درجة حرارة 19 ك. هذه قيمة قياسية للموصلات الجزيئية الفائقة. سرعان ما ثبت أن العديد من الفوليريتات المخدرة مع ذرات فلز قلوي بنسبة إما X 3 C 60 أو XY 2 C 60 (X ، Y ذرات فلز قلوي) لها الموصلية الفائقة. كان صاحب الرقم القياسي بين الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية (HTSC) من هذه الأنواع هو RbCs 2 C 60 - T cr = 33 K.
تأثير المواد المضافة الصغيرة لسخام الفوليرين على خصائص مقاومة الاحتكاك والتآكل لمادة PTFE
وتجدر الإشارة إلى أن وجود C 60 الفوليرين في مواد التشحيم المعدنية يبدأ في تكوين طبقة واقية من الفوليرين كاملة الأبعاد بسمك 100 نانومتر على أسطح الجسم المقابل. يحمي الفيلم المشكل من التدهور الحراري والتأكسدي ، ويزيد من عمر وحدات الاحتكاك في حالات الطوارئ بمقدار 3-8 مرات ، والاستقرار الحراري لمواد التشحيم حتى 400-500 درجة مئوية ، وقدرة تحمل وحدات الاحتكاك بمقدار 2-3 مرات ، يوسع نطاق ضغط العمل لوحدات الاحتكاك بمقدار 1.5 - 2 مرة ، يقلل من وقت تشغيل الأجسام المضادة.
تطبيقات أخرى من الفوليرين
تشمل التطبيقات الأخرى المثيرة للاهتمام المراكم والبطاريات الكهربائية ، حيث يتم استخدام إضافات الفوليرين بطريقة أو بأخرى. تعتمد هذه البطاريات على كاثودات الليثيوم التي تحتوي على الفوليرينات المقسمة. يمكن أيضًا استخدام الفوليرين كمواد مضافة لإنتاج الماس الاصطناعي باستخدام طريقة الضغط العالي. في هذه الحالة ، يزيد مردود الماس بنسبة 30٪. يمكن أيضًا استخدام الفوليرين في الصيدلة لابتكار أدوية جديدة. بالإضافة إلى ذلك ، وجدت الفوليرينات تطبيقًا كمواد مضافة في الدهانات المنتفخة (المنتفخة) المقاومة للحريق. بسبب إدخال الفوليرين ، يتضخم الطلاء تحت تأثير درجة الحرارة أثناء الحريق ، يتم تكوين طبقة فحم كثيفة إلى حد ما ، مما يزيد عدة مرات من وقت التسخين إلى درجة الحرارة الحرجة للهياكل المحمية. أيضًا ، تُستخدم الفوليرينات ومشتقاتها الكيميائية المختلفة جنبًا إلى جنب مع البوليمرات شبه الموصلة متعددة الترابط لتصنيع الخلايا الشمسية.
الخواص الكيميائية للفوليرينات
الفوليرينات بالرغم من عدم وجود ذرات الهيدروجين والتي يمكن استبدالها كما في حالة التقليدية
الفوليرينبالمعنى الأكثر عمومية لهذا المفهوم ، يمكن للمرء أن يسمي الجزيئات التي تم الحصول عليها تجريبيًا والجزيئات الافتراضية التي تتكون حصريًا من ذرات الكربون ولها شكل متعدد السطوح المحدبة. تقع ذرات الكربون في قممها ، وتعمل روابط C-C على طول الحواف.
الفوليرين هو الشكل الجزيئي للكربون. التعريف الشائع هو ذلك الفوليرين، التي هي في الحالة الصلبة ، تسمى الفوليريت. التركيب البلوري للفوليرايت عبارة عن شبكة شعرية دورية لجزيئات الفوليرين ، وفي جزيئات الفوليرين البلورية تشكل شبكة fcc.
اهتم الفوليرين بعلم الفلك والفيزياء والأحياء والكيمياء والجيولوجيا والعلوم الأخرى منذ أوائل التسعينيات. يُنسب إلى الفوليرين خصائص طبية رائعة: على سبيل المثال ، يُزعم أن الفوليرين بدأ بالفعل في استخدامه في مستحضرات التجميل كعامل تجديد في مستحضرات التجميل. بمساعدة الفوليرين ، سيكافحون السرطان وفيروس نقص المناعة البشرية وأمراض أخرى هائلة. في الوقت نفسه ، فإن حداثة هذه البيانات ودراستها الصغيرة وخصائص مساحة المعلومات الحديثة لا تسمح حتى الآن بنسبة مائة بالمائة بالثقة في مثل هذه المعلومات حول الفوليرين.
آي سي إم (www.website)
هناك وجهة نظر مبسطة إلى حد كبير منتشرة على نطاق واسع أنه قبل اكتشاف الفوليرين ، كان هناك تعديلين متعددي الأشكال للكربون - الجرافيت والماس ، وبعد عام 1990 تمت إضافة شكل آخر من الكربون. في الواقع ، هذا ليس كذلك ، لأن أشكال وجود الكربون متنوعة بشكل مدهش (انظر المقال). 
تاريخ اكتشاف الفوليرين
قام فريق من المؤلفين بقيادة L.N. لخص Sidorova في دراسة "Fullerenes" عددًا كبيرًا من الأعمال حول هذا الموضوع ، على الرغم من أنه لم يكن كل شيء: بحلول وقت نشر الكتاب ، بلغ إجمالي عدد المنشورات المخصصة للفوليرين حوالي 15 ألفًا. وفقا للمؤلفين ، اكتشاف الفوليرينات- شكل جديد من أشكال وجود الكربون - أحد أكثر العناصر شيوعًا على كوكبنا - تم التعرف عليه باعتباره أحد أهم الاكتشافات العلمية في القرن العشرين. على الرغم من القدرة الفريدة المعروفة منذ زمن طويل لذرات الكربون على الارتباط بالتركيبات الجزيئية المعقدة والمتفرعة الضخمة ، والتي تعد أساس كل الكيمياء العضوية ، إلا أن إمكانية تكوين جزيئات هيكلية مستقرة من كربون واحد فقط لا تزال غير متوقعة. وفقًا للبيانات ، تم الحصول على تأكيد تجريبي على أن جزيئات من هذا النوع من 60 ذرة أو أكثر يمكن أن تنشأ في سياق العمليات التي تحدث بشكل طبيعي في الطبيعة في عام 1985 ، ولكن قبل ذلك بوقت طويل ، كان من المفترض بالفعل استقرار الجزيئات ذات المجال الكربوني المغلق. .
كشف الفوليرينترتبط ارتباطًا مباشرًا بدراسة عمليات التسامي وتكثيف الكربون.
مرحلة جديدة في الفوليرينفي عام 1990 ، عندما تم تطوير طريقة للحصول على مركبات جديدة بكميات غرام ووصفت طريقة لعزل الفوليرين في شكل نقي. بعد ذلك ، تم تحديد أهم الخصائص التركيبية والفيزيائية الكيميائية للفوليرين C 60. يعتبر أيزومر C60 (بكمينستر فوليرين) أكثر المركبات سهولة في التكوين بين مركبات الفوليرين المعروفة. حصلت Fullerene C60 على اسمها تكريماً للمهندس المستقبلي Richard Buckminster Fuller ، الذي أنشأ هياكل يتكون إطارها المقبب من خماسيات وسداسيات. في الوقت نفسه ، في عملية البحث ، نشأت الحاجة إلى اسم معمم الفوليرينللهياكل الحجمية ذات السطح المغلق (إطار الكربون) ، بسبب تنوعها.
تجدر الإشارة أيضًا إلى أن مجموعة كاملة من المواد الكربونية سميت باسم Buckminster Fuller: c60 الفوليرين (Buckminster fullerene) يُطلق عليها أيضًا كرة بوكي (لم يعجب Buckminster Fuller اسم "Buckminster" وفضل الاسم المختصر "Bucky"). بالإضافة إلى ذلك ، الأنابيب النانوية الكربونية - أنابيب باكتي ، فوليرينات على شكل بيضة - بوكييج (بيضة كرة بوكي) ، وما إلى ذلك تسمى أحيانًا بنفس البادئة.
آي سي إم (www.website)
خصائص الفوليرين. الفوليريت
خصائص الفوليرينتمت دراستها بشكل غير كافٍ لأسباب موضوعية: عدد قليل نسبيًا من المختبرات لديها الفرصة لدراسة هذه الخصائص. لكن في الصحافة العلمية الدورية والشعبية ، يتم تكريس الكثير من الاهتمام للفوليرين وخصائصها ... في كثير من الأحيان ، تنتشر المعلومات غير المؤكدة حول الخصائص المعجزة للفوليرينات بسرعة مذهلة وعلى نطاق واسع ، ونتيجة لذلك ، الصوت الضعيف من الإنكار لا يزال غير مسموع. على سبيل المثال ، تم التحقق مرارًا وتكرارًا من بيان مجموعة من العلماء بأن الفوليرينات موجودة في shungite ، ولكن لم يتم تأكيدها (انظر المناقشة على). ومع ذلك ، يُعتبر شونجيت اليوم "مادة طبيعية تحتوي على مادة الفوليرين بتقنية النانو" - وهو تصريح ، في رأيي ، أشبه بحيلة تسويقية.
يدعي بعض الباحثين أن هذه الخاصية المزعجة للفوليرين مثل السمية.
عادة عند الحديث عن خصائص الفوليرينتعني شكلها البلوري - الفوليريت.
فرق واضح بلورات الفوليرينمن البلورات الجزيئية للعديد من المواد العضوية الأخرى من حيث أنها فشلت في الملاحظة الطور السائل. ربما يرجع ذلك إلى حقيقة أن درجة الحرارة تبلغ 1200 كالانتقال إلى الحالة السائلة ، التي تُنسب إلى الفوليرايت C 60 ، يتجاوز بالفعل قيمتها ، حيث يحدث تدمير ملحوظ للهيكل الكربوني لجزيئات الفوليرين نفسها.
وفقا للبيانات ، خصائص الفوليرينالثبات العالي بشكل غير طبيعي ، والذي يتضح من نتائج دراسات العمليات التي تنطوي على الفوليرين ، هو أحدها. على وجه الخصوص ، يلاحظ المؤلف ذلك الفوليرين البلورييتواجد كمادة ثابتة حتى درجة حرارة 1000 - 1200 كلفن ، وهذا ما يفسره استقراره الحركي. صحيح أن هذا يتعلق باستقرار جزيء الفوليرين C60 في جو أرجون خامل ، وفي وجود الأكسجين ، لوحظ بالفعل تأكسد كبير عند 500 كلفن مع تكوين ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.
تم تخصيص العمل لدراسة شاملة للخصائص الكهروفيزيائية والديناميكية الحرارية للفوليريت C60 و C70 في ظل ظروف تحميل الصدمات القصوى.
على أي حال ، عند مناقشة خصائص الفوليرين ، من الضروري تحديد المركب المقصود - C20 ، C60 ، C70 أو غيره ، بطبيعة الحال ، ستكون خصائص هذه الفوليرين مختلفة تمامًا.
حالياً الفوليرين C60 ، С70والمنتجات المحتوية على الفوليرين يتم إنتاجها وعرضها للبيع من قبل العديد من الشركات الأجنبية والمحلية شراء الفوليرينوتنشغل بدراسة خصائص الفوليرينمن الناحية النظرية ، يمكن لأي شخص. يتم تقديم Fullerenes C60 و C70 بأسعار تتراوح من 15 دولارًا إلى 210 دولارات للجرام وأكثر ، اعتمادًا على النوع والنقاء والكمية وعوامل أخرى. إنتاج وبيع الفوليرين »
الفوليرين في الحديد المصبوب والفولاذ
بافتراض الوجود هياكل الفوليرين والفوليرين في سبائك الحديد والكربون، ثم يجب أن تؤثر بشكل كبير على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للفولاذ وحديد الصب ، والمشاركة في التحولات الهيكلية والمرحلة.
آي سي إم (www.website)
لطالما أولت آليات تبلور سبائك الحديد والكربون اهتمامًا وثيقًا للغاية من قبل الباحثين في هذه العمليات. يناقش المقال الآليات المحتملة لتشكيل الجرافيت العقدي في الحديد الزهر عالي القوة وخصائص هيكله ، فقط مع الأخذ في الاعتبار طبيعة الفوليرين لسبائك الحديد والكربون. يكتب المؤلف أنه "مع اكتشاف الفوليرينات والتراكيب القائمة على الفوليرين ، جرت محاولات في عدد من الأعمال لشرح آلية تكوين الجرافيت العقدي بناءً على هذه الهياكل."
يدرس العمل الإنجازات التي تحققت في مجال كيمياء الفوليرين ويعمم "أفكارًا جديدة حول هيكل ذوبان الكربون الحديدي". يدعي المؤلف أن الشكل الجزيئي للكربون هو الفوليرين C60- تم تحديده من قبله في سبائك الحديد والكربون المصهورة بطرق المعادن الكلاسيكية ، ويكشف أيضًا عن ثلاث آليات ممكنة للظهور الفوليرينات في هيكل الفولاذ وحديد الصب:
في وقت واحد ، قبل 5 سنوات ، اخترنا الفوليرينومسدس كشعار للموقع www.site ، كرمز لأحدث الإنجازات في مجال البحث عن ذوبان الحديد والكربون ، كرمز للتطورات والاكتشافات الجديدة المتعلقة بتعديل Fe-C melt - an مرحلة متكاملة من المسبك الحديث والمعادن الصغيرة.
أشعل.:
العم فانيا مؤامرة المسرحية. "العم إيفان. الموقف من أستاذ الآخرين
تساخيس الصغير ، الملقب بزينوبر
مايكوف ، أبولون نيكولايفيتش - سيرة ذاتية قصيرة