Kiwango myeyuko cha Fullerene. Fullerene - ni nini? Mali na matumizi ya fullerenes

Ugunduzi wa fullerenes - fomu mpya kuwepo kwa moja ya mambo ya kawaida duniani - kaboni, ni kutambuliwa kama moja ya ajabu na uvumbuzi muhimu zaidi katika sayansi ya karne ya 20. Licha ya uwezo wa kipekee unaojulikana kwa muda mrefu wa atomi za kaboni kushikamana katika muundo tata, mara nyingi wenye matawi na voluminous, ambayo ni msingi wa yote. kemia ya kikaboni, uwezekano halisi wa kutengeneza molekuli za mfumo thabiti kutoka kwa kaboni moja tu ulikuwa bado haujatarajiwa. Uthibitisho wa majaribio kwamba molekuli za aina hii, zinazojumuisha atomi 60 au zaidi, zinaweza kutokea wakati wa michakato ya asili katika asili ilitokea mwaka wa 1985. Na muda mrefu kabla ya hapo, waandishi wengine walidhani utulivu wa molekuli na nyanja ya kaboni iliyofungwa. Walakini, mawazo haya yalikuwa ya kubahatisha tu na ya kinadharia tu. Ilikuwa ngumu sana kufikiria kuwa misombo kama hiyo inaweza kupatikana kupitia usanisi wa kemikali. Kwa hivyo, kazi hizi hazikuzingatiwa, na umakini ulilipwa kwao tu kwa kurudi nyuma, baada ya ugunduzi wa majaribio wa fullerenes. Hatua mpya ilikuja mwaka wa 1990, wakati mbinu ya kupata misombo mpya kwa kiasi cha gramu ilipatikana, na njia ya kutenganisha fullerenes katika fomu yao safi ilielezwa. Mara tu baada ya hii, muundo muhimu zaidi na sifa za kimwili na kemikali fullerene C 60 - kiwanja kilichoundwa kwa urahisi zaidi kati ya fullerenes inayojulikana. Kwa ugunduzi wao - ugunduzi wa vikundi vya kaboni vya utunzi C 60 na C 70 - R. Curl, R. Smalley na G. Kroto walitunukiwa Tuzo ya Nobel ya Kemia mnamo 1996. Pia walipendekeza muundo wa fullerene C 60, unaojulikana kwa mashabiki wote wa soka.

Kama unavyojua, ganda la mpira wa miguu limeundwa na pentagoni 12 na hexagons 20. Kinadharia, mipangilio 12,500 inayowezekana ya vifungo viwili na moja inawezekana. Isoma imara zaidi (iliyoonyeshwa kwenye takwimu) ina muundo wa icosahedral uliopunguzwa na hakuna vifungo viwili katika pentagoni. Isoma hii ya C 60 iliitwa "Buckminsterfullerene" kwa heshima ya mbunifu maarufu aitwaye R. Buckminster Fuller, ambaye aliunda miundo ambayo sura ya domed ilijengwa kutoka kwa pentagons na hexagons. Muundo sawa na mpira wa raga (wenye umbo la kurefushwa) ulipendekezwa hivi karibuni kwa C 70.

Katika mfumo wa kaboni, atomi za C zina sifa ya mseto wa sp 2, na kila atomi ya kaboni ikiunganishwa kwa atomi tatu za jirani. Valency 4 hupatikana kupitia vifungo vya p kati ya kila atomi ya kaboni na jirani yake. Kwa kawaida, inadhaniwa kuwa vifungo vya p vinaweza kutengwa, kama katika misombo ya kunukia. Miundo kama hiyo inaweza kujengwa na n≥20 kwa nguzo yoyote hata. Zinapaswa kuwa na pentagoni 12 na (n-20)/2 hexagoni. Kiwango cha chini kabisa cha fullerenes C 20 kinachowezekana kinadharia sio kitu zaidi ya dodecahedron - moja ya tano. polihedra ya kawaida, ambayo ina nyuso 12 za pentagonal na haina nyuso za hexagonal hata kidogo. Molekuli ya umbo hili inaweza kuwa na muundo uliosisitizwa sana, na kwa hiyo kuwepo kwake ni mbaya sana.

Kwa hivyo, kutoka kwa mtazamo wa utulivu, fullerenes inaweza kugawanywa katika aina mbili. Mpaka kati yao unaweza kuchorwa na kinachojulikana Sheria ya Pentagon Iliyotengwa (IPR). Sheria hii inasema kwamba fullerenes imara zaidi ni wale ambao hakuna jozi ya pentagons ina kingo za karibu. Kwa maneno mengine, pentagoni hazigusani kila mmoja, na kila pentagoni imezungukwa na hexagons tano. Ikiwa tunapanga fullerenes ili kuongeza idadi ya atomi za kaboni n, basi Buckminsterfullerene - C 60 ndiye mwakilishi wa kwanza anayekidhi sheria ya pentagoni zilizotengwa, na C 70 ni ya pili. Miongoni mwa molekuli za fullerene na n> 70 daima kuna isomeri inayotii IPR, na idadi ya isoma kama hizo huongezeka kwa kasi na idadi ya atomi. isoma 5 zilipatikana kwa C 78, 24 kwa C 84 na 40 kwa C 90. Isoma ambazo zina pentagoni zilizo karibu katika muundo wao hazina utulivu sana.

Kemia ya fullerenes

Hivi sasa sehemu kuu utafiti wa kisayansi inayohusishwa na kemia ya fullerenes. Zaidi ya misombo mipya elfu 3 tayari imeunganishwa kulingana na fullerenes. Maendeleo hayo ya haraka ya kemia kamili yanahusishwa na vipengele vya kimuundo vya molekuli hii na kuwepo kwa idadi kubwa ya vifungo vilivyounganishwa mara mbili kwenye nyanja ya kaboni iliyofungwa. Mchanganyiko wa fullerene na wawakilishi wa madarasa mengi ya dutu inayojulikana imefungua uwezekano kwa wanakemia ya synthetic kupata derivatives nyingi za kiwanja hiki.

Tofauti na benzini, ambapo urefu Viunganishi vya C-C ni sawa, katika vifungo vya fullerenes vya asili "mbili" zaidi na zaidi "moja" vinaweza kutofautishwa, na wanakemia mara nyingi huchukulia fullerenes kama mifumo ya polyene isiyo na elektroni, na sio kama molekuli za kunukia. Ikiwa tunageuka kwenye C60, basi ina aina mbili za vifungo: vifungo vifupi (1.39 Å) vinavyoendesha kando ya kawaida ya nyuso za hexagonal zilizo karibu, na vifungo vya muda mrefu (1.45 Å) vilivyo kwenye kingo za kawaida za nyuso za pentagonal na hexagonal. Wakati huo huo, si pete zenye washiriki sita, wala, hasa, zenye wanachama watano zinaonyesha sifa za kunukia kwa maana ambayo benzini au molekuli nyingine zilizounganika za sayari zinazotii sheria ya Hückel huzionyesha. Kwa hiyo, vifungo vifupi katika C 60 kawaida huzingatiwa mara mbili, wakati vifungo vya muda mrefu vinachukuliwa kuwa moja. Moja ya vipengele muhimu zaidi Fullerenes inajumuisha uwepo wa idadi kubwa isiyo ya kawaida ya vituo vya majibu sawa, ambayo mara nyingi husababisha utungaji tata wa isomeri wa bidhaa za athari na ushiriki wao. Matokeo yake, athari nyingi za kemikali na fullerenes hazichagui, na awali ya misombo ya mtu binafsi inaweza kuwa vigumu sana.

Miongoni mwa athari za utengenezaji wa derivatives ya isokaboni kamili, muhimu zaidi ni michakato ya halojeni na utayarishaji wa derivatives rahisi zaidi za halojeni, pamoja na athari za hidrojeni. Kwa hiyo, majibu haya yalikuwa kati ya ya kwanza yaliyofanywa na fullerene C 60 mwaka wa 1991. Hebu tuchunguze aina kuu za athari zinazosababisha kuundwa kwa misombo hii.

Mara tu baada ya ugunduzi wa fullerenes, uwezekano wa hidrojeni yao kuunda "fulleranes" iliamsha shauku kubwa. Hapo awali, ilionekana kuwa inawezekana kuongeza atomi sitini za hidrojeni kwenye fullerene. Baadaye, katika kazi za kinadharia ilionyeshwa kuwa katika molekuli ya C 60 H 60, sehemu ya atomi za hidrojeni inapaswa kuwa ndani ya nyanja ya fullerene, kwa kuwa pete za wanachama sita, kama molekuli za cyclohexane, zinapaswa kuchukua "kiti" au "bafuni" kufanana. Kwa hiyo, molekuli za polyhydrofullerene zinazojulikana kwa sasa zina kutoka atomi 2 hadi 36 za hidrojeni kwa C 60 fullerene na kutoka 2 hadi 8 kwa C 70 fullerene.

Wakati wa fluorinating fullerenes, iligunduliwa seti kamili misombo C 60 F n, ambapo n inachukua hata maadili hadi 60. Viini vya florini na n kutoka 50 hadi 60 huitwa perfluorides na hupatikana kati ya bidhaa za fluorination kwa spectroscopy kubwa katika viwango vya chini sana. Pia kuna hyperfluorides, yaani, bidhaa za muundo C 60 F n, n> 60, ambapo sura ya kaboni ya fullerene imeharibiwa kwa sehemu. Inachukuliwa kuwa kitu kama hicho hutokea katika perfluorides. Mchanganyiko wa fluoride ya fullerene ya nyimbo mbalimbali ni tatizo la kujitegemea na la kuvutia, utafiti ambao unafanywa kikamilifu katika Kitivo cha Kemia Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow kilichoitwa baada M.V. Lomonosov.

Utafiti wa vitendo wa michakato ya klorini ya fullerenes chini ya hali tofauti ulianza mnamo 1991. Katika kazi za kwanza, waandishi walijaribu kupata kloridi C60 kwa kukabiliana na klorini na fullerene katika vimumunyisho mbalimbali. Hadi sasa, kloridi kadhaa za kibinafsi za fullerenes C 60 na C 70, zilizopatikana kwa kutumia mawakala mbalimbali ya klorini, zimetengwa na sifa.

Majaribio ya kwanza ya brominate fullerene yalifanywa tayari mnamo 1991. Fullerene C60, iliyowekwa kwenye bromini safi kwa joto la 20 na 50 O C, iliongeza wingi wake kwa kiasi kinacholingana na kuongeza ya atomi 2-4 za bromini kwa molekuli kamili. Uchunguzi zaidi wa bromination ulionyesha kuwa mwingiliano wa fullerene C 60 na bromini ya molekuli kwa siku kadhaa hutoa dutu ya rangi ya machungwa, muundo ambao uliamuliwa na uchambuzi wa kimsingi kuwa C 60 Br 28. Baadaye, derivatives kadhaa za bromini za fullerenes ziliundwa, zikitofautiana katika anuwai ya maadili kwa idadi ya atomi za bromini kwenye molekuli. Wengi wao ni sifa ya kuundwa kwa clathrates na kuingizwa kwa molekuli ya bure ya bromini.

Kuvutiwa na derivatives ya perfluoroalkyl, haswa derivatives ya trifluoromethylated ya fullerenes, inahusishwa, kwanza kabisa, na uthabiti wa kinetic unaotarajiwa wa misombo hii kwa kulinganisha na derivatives ya halojeni ya fullerenes ambayo huathiriwa na athari za ubadilishaji wa nucleophilic S N 2'. Kwa kuongezea, perfluoroalkylfullerenes inaweza kuwa ya kupendeza kama misombo yenye mshikamano wa juu wa elektroni, kwa sababu ya sifa za kukubalika za vikundi vya perfluoroalkyl ambavyo vina nguvu zaidi kuliko zile za atomi za florini. Hadi sasa, idadi ya misombo ya pekee na yenye sifa ya mtu binafsi ya muundo C 60/70 (CF 3) n, n = 2-20 inazidi 30, na kazi kubwa inaendelea kurekebisha nyanja ya fullerene na vikundi vingine vingi vilivyo na fluorine - CF 2, C 2 F 5, C 3 F 7 .

Uundaji wa viasili vya fullerene amilifu kibiolojia, ambavyo vinaweza kutumika katika biolojia na dawa, vinahusishwa na kutoa sifa za haidrofili kwa molekuli kamili. Njia moja ya awali ya derivatives ya hydrophilic fullerene ni kuanzishwa kwa vikundi vya hidroksili na uundaji wa fullerenols au fullerols zilizo na vikundi vya OH 26, pamoja na, pengine, madaraja ya oksijeni sawa na yale yaliyozingatiwa katika kesi ya oksidi. Michanganyiko kama hiyo huyeyuka sana katika maji na inaweza kutumika kwa usanisi wa viingilio vipya vya fullerene.

Kuhusu oksidi za fullerene, misombo C 60 O na C 70 O daima iko katika mchanganyiko wa awali wa fullerenes katika dondoo kwa kiasi kidogo. Pengine, oksijeni iko kwenye chumba wakati wa kutokwa kwa arc ya umeme na baadhi ya fullerenes ni oxidized. Oksidi za Fullerene zimetenganishwa vizuri kwenye nguzo na adsorbents mbalimbali, ambayo inafanya uwezekano wa kudhibiti usafi wa sampuli za fullerene na kutokuwepo au kuwepo kwa oksidi ndani yao. Hata hivyo, utulivu wa chini wa oksidi za fullerene huzuia utafiti wao wa utaratibu.

Kinachoweza kuzingatiwa kuhusu kemia ya kikaboni ya fullerenes ni kwamba, kwa kuwa polyene isiyo na elektroni, fullerene C60 inaonyesha tabia ya kupata athari kali, nucleophilic na cycloaddition. Athari mbalimbali za cycloaddition zinaahidi hasa katika suala la utendakazi wa nyanja kamili. Kwa sababu ya asili yake ya kielektroniki, C60 ina uwezo wa kushiriki katika athari za -cycloaddition, huku kesi za kawaida zikiwa n=1, 2, 3 na 4.

Shida kuu iliyotatuliwa na wanakemia ya syntetisk wanaofanya kazi katika uwanja wa usanisi wa derivatives kamili hadi leo bado ni uteuzi wa athari zinazofanywa. Upekee wa stereochemistry ya kuongeza kwa fullerenes inajumuisha idadi kubwa ya isoma zinazowezekana kinadharia. Kwa hiyo, kwa mfano, kiwanja C 60 X 2 kina 23 kati yao, wakati C 60 X 4 tayari ina 4368, kati yao 8 ni bidhaa za kuongeza katika vifungo viwili viwili. Isoma 29 za C 60 X 4, hata hivyo, hazitakuwa na maana ya kemikali, zikiwa na hali ya ardhi yenye sehemu tatu kutokana na kuwepo kwa atomi ya kaboni iliyochanganywa ya sp2 iliyozungukwa na atomi tatu za sp 3 -mseto zinazounda vifungo vya C-X. Idadi ya juu ya isoma zinazowezekana kinadharia bila kuzingatia wingi wa hali ya chini itazingatiwa katika kesi ya C 60 X 30 na itakuwa 985538239868524 (1294362 kati yao ni bidhaa za kuongezwa kwa vifungo 15), wakati idadi ya isoma zisizo za moja za asili sawa na katika mfano hapo juu haziwezi kuhesabiwa kwa urahisi, lakini kutokana na masuala ya jumla inapaswa kuongezeka mara kwa mara na ongezeko la idadi ya vikundi vilivyounganishwa. Kwa hali yoyote, idadi ya isoma zinazoruhusiwa kinadharia katika hali nyingi ni kubwa, lakini wakati wa kuhamia chini ya ulinganifu wa C 70 na fullerenes ya juu, huongeza kwa mara kadhaa au maagizo ya ukubwa.

Kwa kweli, data nyingi kutoka kwa hesabu za kemikali za quantum zinaonyesha kwamba athari nyingi za halojeni na hidrojeni za fullerenes huendelea na malezi, ikiwa sio isoma imara zaidi, basi angalau tofauti kidogo katika nishati. Tofauti kubwa zaidi huzingatiwa katika kesi ya hidridi ya chini ya fullerene, muundo wa isomeric ambao, kama inavyoonyeshwa hapo juu, unaweza hata kutegemea kidogo njia ya awali. Lakini utulivu wa isoma zinazosababisha bado zinageuka kuwa karibu sana. Utafiti wa mifumo hii ya malezi ya derivatives kamili ni kazi ya kuvutia zaidi, suluhisho ambalo husababisha mafanikio mapya katika uwanja wa kemia ya fullerenes na derivatives yao.

Fullerenes zipo kila mahali katika Asili, na haswa ambapo kuna kaboni na nguvu nyingi. Zinapatikana karibu na nyota za kaboni, katika nafasi ya nyota, mahali ambapo umeme hupiga, karibu na volkeno za volkano, na hutengenezwa wakati gesi inapowaka kwenye jiko la gesi ya nyumbani au katika moto wa nyepesi ya kawaida.

Fullerenes pia hupatikana katika maeneo ambayo miamba ya kaboni ya zamani hujilimbikiza. Mahali maalum ni ya madini ya Karelian - shungites. Miamba hii, iliyo na hadi 80% ya kaboni safi, ina umri wa miaka bilioni 2. Asili ya asili yao bado haijulikani wazi. Moja ya mawazo ni kuanguka kwa meteorite kubwa ya kaboni.

Fullerenes katika Shungites Stone ni mada inayojadiliwa sana katika wengi machapisho yaliyochapishwa na kwenye kurasa za tovuti za mtandao. Kuna maoni mengi yanayopingana juu ya suala hili, ambayo inazua maswali mengi kati ya wasomaji na watumiaji wa bidhaa za shungite. Je, shungiti kweli zina aina ya molekuli ya kaboni - fullerenes? Je, "Maji ya Kivita" ya uponyaji yana fullerenes? Je, inawezekana kunywa maji yaliyoingizwa na shungite, na itakuwa na faida gani? Kulingana na uzoefu wetu katika utafiti wa kisayansi katika mali ya shungites mbalimbali, hapa chini tunatoa maoni yetu juu ya haya na maswali mengine yanayoulizwa mara kwa mara.

Kwa sasa matumizi mapana ilipokea bidhaa zinazotengenezwa kwa kutumia Karelian shungites. Hizi ni vichungi mbalimbali vya utakaso wa maji, piramidi, pendants, bidhaa ambazo hulinda kutokana na mionzi ya umeme, pastes na jiwe lililokandamizwa la shungite na aina nyingine nyingi za bidhaa zinazotolewa kama bidhaa za kuzuia, matibabu na afya. Kwa kuongezea, kama sheria, katika miaka ya hivi karibuni, mali ya uponyaji ya aina anuwai ya shungite inahusishwa na fullerenes zilizomo.

Mara tu baada ya kugunduliwa kwa fullerenes mnamo 1985, utafutaji unaoendelea yao katika Asili. Fullerenes ziligunduliwa katika Karelian shungite, kama ilivyoripotiwa katika machapisho mbalimbali ya kisayansi. Kwa upande mwingine, tumeanzisha mbinu mbadala za kutenganisha fullerenes kutoka shungites na kuthibitisha uwepo wao. Masomo yalichanganua sampuli zilizochukuliwa katika maeneo tofauti ya Zaonezhye, ambapo miamba ya shungite hutokea. Kabla ya uchambuzi, sampuli za shungite zilivunjwa hadi hali ya kutawanywa.

Hebu tukumbuke kwamba shungites ni latiti ya silicate ya openwork, voids ambayo imejaa kaboni ya shungite, ambayo katika muundo wake ni bidhaa ya kati kati ya kaboni ya amorphous na grafiti. Shungite carbon pia ina misombo ya asili ya kikaboni yenye uzito wa chini na wa juu wa Masi (POHCS) ya utungaji wa kemikali usiojulikana. Shungites hutofautiana katika muundo wa msingi wa madini (aluminosilicate, siliceous, carbonate) na muundo wa kaboni ya shungite. Shungites imegawanywa katika kaboni ya chini (hadi 5% C), kaboni ya kati (5 - 25% C) na kaboni ya juu (25 - 80% C). Baada ya mwako kamili wa shungite, pamoja na silicon, Fe, Ni, Ca, Mg, Zn, Cd, V, Mo, Cu, Ce, As, W na mambo mengine hupatikana kwenye majivu.

Fullerene katika kaboni ya shungite iko katika muundo wa mchanganyiko maalum wa wafadhili wa polar na PONVS. Kwa hiyo, uchimbaji wa ufanisi wa fullerenes kutoka humo na vimumunyisho vya kikaboni, kwa mfano toluene, ambayo fullerenes ni mumunyifu sana, haitokei, na uchaguzi wa njia hiyo ya uchimbaji mara nyingi husababisha matokeo yanayopingana kuhusu uwepo wa kweli wa fullerenes katika shungites.

Katika suala hili, tumeanzisha njia ya uchimbaji wa ultrasonic wa utawanyiko wa sabuni ya maji ya shungites na uhamisho wa baadaye wa fullerenes kutoka katikati ya polar hadi awamu ya kutengenezea kikaboni. Baada ya hatua kadhaa za uchimbaji, mkusanyiko na utakaso, inawezekana kupata suluhisho katika hexane, UV-vis na IR spectra ambayo ni tabia ya spectra ya C60 safi fullerene. Pia, ishara ya wazi katika wigo wa wingi na m / z = 720 (Mchoro hapa chini) ni uthibitisho usio na uhakika wa kuwepo kwa C60 tu fullerene katika shungites.

252 CF-PD wingi wa wigo wa dondoo ya shungite. Ishara katika 720 amu ni C60 fullerene, na ishara katika 696, 672 ni tabia ions vipande vya C60 fullerene sumu chini ya hali ya ionization plasma desorption.

Hata hivyo, tuligundua kwamba si kila sampuli ya shungite ina fullerenes. Kati ya sampuli zote za shungite zilizotolewa kwetu na Taasisi ya Jiolojia ya Kituo cha Sayansi cha Karelian cha Chuo cha Sayansi cha Urusi (Petrozavodsk, Russia) na kuchaguliwa kutoka maeneo tofauti ya kutokea kwa miamba ya shungite, fullerene C 60 ilipatikana tu katika sampuli moja ya shungite ya kaboni yenye zaidi ya 80% ya kaboni. Zaidi ya hayo, ilikuwa na takriban 0.04 wt fullerene. %. Kutokana na hili tunaweza kuhitimisha kwamba si kila sampuli ya shungite ina fullerene, angalau kwa kiasi ambacho kinaweza kugunduliwa na mbinu za kisasa nyeti za uchambuzi wa physicochemical.

Pamoja na hili, inajulikana kuwa shungites inaweza kuwa na kabisa idadi kubwa ya uchafu, ikiwa ni pamoja na ioni za metali nzito za polyvalent. Na kwa hiyo, maji yaliyoingizwa na shungite yanaweza kuwa na uchafu usiohitajika, wenye sumu.

Lakini kwa nini basi maji ya Martial (Karelian maji ya asili, kupita kwenye miamba iliyo na shungite) ina mali hiyo ya kipekee ya kibiolojia. Hebu tukumbuke kwamba nyuma katika wakati wa Peter I, na kwa mpango wake binafsi, chemchemi ya uponyaji "Maji ya Marcial" iligunduliwa huko Karelia (kwa maelezo zaidi, ona). Kwa muda mrefu, hakuna mtu anayeweza kueleza sababu ya mali maalum ya uponyaji ya chanzo hiki. Ilifikiriwa kuwa maudhui ya chuma yaliyoongezeka katika maji haya ndiyo sababu ya madhara ya kukuza afya. Walakini, kuna vyanzo vingi vya chuma duniani, lakini, kama sheria, athari za matibabu ya kuzichukua ni mdogo sana. Ni baada tu ya ugunduzi wa fullerene katika miamba ya shungite ambayo chanzo hutiririka ndipo dhana iliibuka kuwa fullerene ni. sababu kuu, quintessence ya athari ya matibabu ya Martial waters.

Hakika, maji yanayopita kwenye tabaka za miamba ya shungite "iliyooshwa" kwa muda mrefu haina tena kiasi kinachoonekana cha uchafu unaodhuru. Maji "yamejaa" na muundo ambao mwamba hutoa. Fullerene iliyo katika shungite inakuza kuagiza miundo ya maji na uundaji wa nguzo za hidrati-kama fullerene ndani yake na upatikanaji wa mali ya kipekee ya kibiolojia ya maji ya Marcial. Shungite iliyopigwa na fullerene ni aina ya muundo wa asili kwa maji kupita ndani yake. Wakati huo huo, hakuna mtu ambaye bado ameweza kugundua fullerenes katika maji ya Marcial au katika infusion ya maji ya shungite: ama hawajaoshwa nje ya shungites, au ikiwa wameosha, basi kwa kiasi kidogo kwamba hawawezi kuoshwa. hugunduliwa na njia yoyote inayojulikana. Kwa kuongeza, inajulikana kuwa fullerenes haipatikani kwa maji katika maji. Na ikiwa molekuli za fullerene zilikuwa kwenye maji ya Martial, basi mali zake za manufaa zingehifadhiwa kwa muda mrefu sana. Walakini, inafanya kazi kwa muda mfupi tu. Kama vile "maji kuyeyuka", yaliyojaa nguzo, miundo kama barafu, maji ya Marcial, yenye miundo kama fullerene inayotoa uhai, huhifadhi sifa zake kwa saa chache tu. Wakati wa kuhifadhi maji ya Martial, pamoja na "maji kuyeyuka," aliamuru nguzo za maji kujiangamiza na maji hupata. mali ya muundo, kama maji ya kawaida. Kwa hivyo, hakuna maana katika kumwaga maji kama hayo kwenye vyombo na kuihifadhi kwa muda mrefu. Haina kipengele cha kutengeneza muundo na kusaidia muundo - fullerene C 60 katika hali ya maji, ambayo ina uwezo wa kudumisha makundi ya maji yaliyoagizwa kwa muda mrefu usiojulikana. Kwa maneno mengine, ili maji kuhifadhi miundo yake ya nguzo ya asili kwa muda mrefu, uwepo wa mara kwa mara wa kipengele cha kutengeneza muundo ndani yake ni muhimu. Kwa hili, molekuli ya fullerene ni mojawapo, kama tulivyoshawishika kwa kusoma mali ya kipekee ya hydrated fullerene C 60 kwa miaka mingi.

Yote ilianza mnamo 1995, tulipounda mbinu ya kutengeneza miyeyusho ya molekuli ya colloidal ya fullerenes ya hidrati katika maji. Kisha tukafahamiana na kitabu kinachoelezea juu ya mali isiyo ya kawaida ya maji ya Martial. Tulijaribu kuzaliana kiini cha asili cha maji ya Marcial katika hali ya maabara. Kwa kusudi hili, maji yaliyotakaswa sana yalitumiwa, ambayo hydrated fullerene C 60 iliongezwa kwa dozi ndogo sana kwa kutumia teknolojia maalum. Baada ya hayo, vipimo mbalimbali vya kibiolojia vilianza kufanywa kwa kiwango cha biomolecules binafsi, seli hai na viumbe vyote. Matokeo yalikuwa ya kushangaza. Karibu na ugonjwa wowote, tulipata athari chanya tu za kibaolojia za maji na hydrated fullerene C 60, na athari za matumizi yake sio tu sanjari kabisa, lakini hata zilizidi kwa njia nyingi athari ambazo zilielezewa kwa maji ya Martial nyuma katika nyakati za Peter. Mabadiliko mengi ya pathological katika kiumbe hai huenda, na inarudi kwa hali yake ya kawaida, yenye afya. Lakini hii sio dawa inayolengwa na sio dutu ya kigeni. kiwanja cha kemikali, lakini tu mpira wa kaboni kufutwa katika maji. Zaidi ya hayo, inaonekana kwamba hydrated fullerene C 60 husaidia kurudi kwenye " hali ya kawaida Mabadiliko yoyote hasi katika mwili kutokana na urejesho na matengenezo ya miundo ambayo ilizaa, kama tumbo, katika mchakato wa asili ya maisha.

Kwa hiyo, inaonekana, si kwa bahati kwamba Orlov A.D. katika kitabu chake "Shungite ni jiwe la maji safi," akilinganisha mali ya shungites na fullerenes, anazungumza juu ya mwisho kama quintessence ya afya.

1. Buseck et al. Fullerenes kutoka kwa Mazingira ya Kijiolojia. Sayansi 10 Julai 1992: 215-217. DOI: 10.1126/sayansi.257.5067.215.
2. N.P. Yushkin. Muundo wa globular supramolecular ya shungite: data kutoka kwa skanning tunneling microscopy. DAN, 1994, juzuu ya 337, nambari 6 uk. 800-803.
3. V.A. Reznikov. Yu.S. Polekhovsky. Amorphous shungite carbon ni kati ya asili kwa ajili ya malezi ya fullerenes. Barua kwa ZhTF. 2000. t. 26. karne. 15. uk.94-102.
4. Peter R. Buseck. Fullerenes za kijiolojia: mapitio na uchambuzi. Barua za Sayansi ya Dunia na Sayari.V 203, I 3-4, 15 Novemba 2002, Kurasa 781-792
5. N.N. Rozhkova, G. V. Andrievsky. Mifumo ya colloidal yenye maji kulingana na kaboni ya shungite na uchimbaji wa fullerenes kutoka kwao. Warsha ya 4 ya Kimataifa ya Miaka Miwili nchini Urusi "Fullerenes na Nguzo za Atomiki" IWFAC"99 Oktoba 4 - 8, 1999, St. Petersburg, Russia. Book of Abstracts, p.330.
6. N.N. Rozhkova, G.V. Andrievsky. Fullerenes katika kaboni ya shungite. Sat. kisayansi inafanya kazi kimataifa Kongamano "Fullerenes na miundo-kama fullerene": Juni 5-8, 2000, BSU, Minsk, 2000, ukurasa wa 63-69.
7. N.N. Rozhkova, G.V. Andrievsky. Nanocolloids ya kaboni ya shungite. uchimbaji wa fullerenes na vimumunyisho vyenye maji. Sat. Kisayansi kazi III semina ya kimataifa"Madini na maisha: homologi za biomineral", Juni 6-8, 2000, Syktyvkar, Russia, Geoprint, 2000, pp. 53-55.
8. S.A. Vishnevsky. Maeneo ya uponyaji ya Karelia. Nyumba ya Uchapishaji ya Jimbo la Jamhuri ya Kijamii ya Kisovyeti ya Karelian Autonomous, Petrozavodsk, 1957, 57 p.
9. Fullerenes: Quintessence ya Afya. Sura ya uk. 79-98 katika kitabu: A.D. Orlov. "Shungite ni jiwe la maji safi." Moscow-St. Petersburg: "DILYA Publishing House", 2004. - 112 pp.; na kwenye mtandao kwenye tovuti (www.golkom.ru/book/36.html).

Fullerene C 60

Fullerene C 540

Fullerenes, mpira wa kikapu au mpira wa kikapu- misombo ya molekuli ya darasa la aina ya allotropiki ya kaboni (nyingine ni almasi, carbine na grafiti) na ni polihedra iliyofungwa iliyounganishwa na idadi sawa ya atomi za kaboni tatu. Viunganisho hivi vina jina lao kwa mhandisi na mbuni Richard Buckminster Fuller, ambaye miundo ya geodetic ilijengwa juu ya kanuni hii. Hapo awali, darasa hili la misombo lilipunguzwa kwa miundo iliyo na nyuso za pentagonal na hexagonal tu. Kumbuka kwamba kwa kuwepo kwa polyhedron iliyofungwa iliyojengwa kutoka n vipeo vinavyounda nyuso za pentagonal na hexagonal tu, kulingana na nadharia ya Euler ya polihedra, ambayo inasema uhalali wa usawa. | n | − | e | + | f | = 2 (wapi | n | , | e| na | f| kwa mtiririko huo, idadi ya wima, kingo na nyuso), hali ya lazima ni uwepo wa nyuso 12 za pentagonal na n/ 2 - 10 nyuso za hexagonal. Ikiwa molekuli kamili ina, pamoja na atomi za kaboni, atomi za nyingine vipengele vya kemikali, basi ikiwa atomi za vipengele vingine vya kemikali ziko ndani ya sura ya kaboni, fullerenes vile huitwa endohedral, ikiwa nje - exohedral.

Historia ya ugunduzi wa fullerenes

Mali ya muundo wa fullerenes

Katika molekuli kamili, atomi za kaboni ziko kwenye vipeo vya hexagoni za kawaida na pentagoni, ambazo hufanya uso wa tufe au ellipsoid. Mwanachama mwenye ulinganifu zaidi na aliyesoma kikamilifu zaidi wa familia ya fullerene ni fullerene (C 60), ambapo atomi za kaboni huunda ikosahedron iliyopunguzwa yenye hexagoni 20 na pentagoni 12 na inafanana na mpira wa soka. Kwa kuwa kila atomi ya kaboni ya C 60 fullerene ni ya wakati huo huo ya hexagoni mbili na pentagoni moja, atomi zote katika C 60 ni sawa, ambayo inathibitishwa na wigo wa sumaku ya nyuklia (NMR) ya isotopu 13 C - ina mstari mmoja tu. Walakini, sio miunganisho yote ya C-C inayo urefu sawa. Dhamana ya C=C, ambayo ni upande wa pamoja kwa hexagoni mbili, ni 1.39, na Uunganisho wa S-S, inayojulikana kwa hexagon na pentagoni, ni ndefu na sawa na 1.44 Å. Kwa kuongeza, dhamana ya aina ya kwanza ni mara mbili, na ya pili ni moja, ambayo ni muhimu kwa kemia ya fullerene C60.

Inayofuata ya kawaida ni C 70 fullerene, ambayo inatofautiana na C 60 fullerene kwa kuingiza ukanda wa atomi 10 za kaboni kwenye eneo la Ikweta la C 60, kama matokeo ambayo molekuli ya C 70 imeinuliwa na inafanana na mpira wa raga. umbo.

kinachojulikana fullerenes ya juu zenye idadi kubwa zaidi atomi za kaboni (hadi 400), huundwa kwa idadi ndogo zaidi na mara nyingi huwa na muundo tata wa isomeri. Miongoni mwa fullerenes zilizosomwa zaidi tunaweza kuangazia C n , n=74, 76, 78, 80, 82 na 84.

Mchanganyiko wa Fullerene

Fullerenes za kwanza zilitengwa kutoka kwa mivuke ya grafiti iliyofupishwa iliyopatikana kwa miale ya laser ya sampuli za grafiti ngumu. Kwa kweli, hizi zilikuwa athari za dutu. Hatua inayofuata muhimu ilichukuliwa mwaka wa 1990 na W. Kretschmer, Lamb, D. Huffman na wengine, ambao walitengeneza mbinu ya kuzalisha kiasi cha gramu ya fullerenes kwa kuchoma electrodes ya grafiti katika arc ya umeme katika anga ya heliamu kwa shinikizo la chini. . Wakati wa mmomonyoko wa anode, soti iliyo na kiasi fulani cha fullerenes iliwekwa kwenye kuta za chumba. Baadaye tulifanikiwa kupata vigezo bora uvukizi wa electrodes (shinikizo, muundo wa anga, sasa, kipenyo cha electrode), ambapo mavuno ya juu ya fullerenes hupatikana, wastani wa 3-12% ya nyenzo za anode, ambayo hatimaye huamua gharama kubwa ya fullerenes.

Hapo awali, majaribio yote ya wajaribu kutafuta njia za bei nafuu na zenye tija zaidi za kutengeneza idadi ya gramu ya fullerenes (kuchoma hidrokaboni kwenye moto, usanisi wa kemikali, n.k.) haikuleta mafanikio na njia ya "arc" ilibaki kuwa yenye tija zaidi. muda mrefu (tija kuhusu 1 g/saa) . Baadaye, Mitsubishi iliweza kuanzisha uzalishaji wa viwandani wa fullerenes kwa kuchoma hidrokaboni, lakini fullerenes kama hizo zina oksijeni na kwa hivyo njia ya arc bado ndiyo njia pekee inayofaa ya kutengeneza fullerenes safi.

Utaratibu wa uundaji wa fullerenes katika arc bado haujulikani, kwa kuwa michakato inayotokea katika eneo la mwako wa arc haina msimamo wa thermodynamically, ambayo inachanganya sana uzingatiaji wao wa kinadharia. Iliwezekana tu kuthibitisha bila kukanusha kuwa fullerene imekusanywa kutoka kwa atomi za kaboni za kibinafsi (au vipande vya C 2). Kwa uthibitisho, grafiti ya 13 C iliyosafishwa sana ilitumika kama elektrodi ya anode, elektrodi nyingine ilitengenezwa kwa grafiti ya kawaida ya C 12. Baada ya uchimbaji wa fullerenes, ilionyeshwa na NMR kuwa atomi 12 C na 13 C ziko juu ya uso bila mpangilio. ya fullerene. Hii inaonyesha mgawanyiko wa nyenzo za grafiti katika atomi za kibinafsi au vipande vya kiwango cha atomiki na kuunganishwa kwao kwa molekuli kamili. Hali hii ilitulazimisha kuachana na picha inayoonekana ya uundaji wa fullerenes kama matokeo ya kukunja kwa tabaka za grafiti za atomiki kwenye nyanja zilizofungwa.

Kuongezeka kwa kasi kwa kiasi jumla ya nambari mitambo kwa ajili ya kuzalisha fullerenes na kazi ya mara kwa mara ya kuboresha mbinu za utakaso wao imesababisha kupunguzwa kwa kiasi kikubwa kwa gharama ya C 60 katika kipindi cha miaka 17 iliyopita - kutoka $ 10,000 hadi $ 10-15 kwa gramu, ambayo imewaleta kwenye hatua ya viwanda halisi. kutumia.

Kwa bahati mbaya, licha ya uboreshaji wa njia ya Huffman-Kretschmer (HK), kuongeza mavuno ya fullerenes kwa zaidi ya 10-20% ya molekuli jumla grafiti iliyochomwa inashindwa. Ikiwa tunazingatia gharama ya juu ya bidhaa ya awali - grafiti, inakuwa wazi kuwa njia hii ina vikwazo vya msingi. Watafiti wengi wanaamini kuwa haitawezekana kupunguza gharama ya fullerenes zinazozalishwa na njia ya crystallization ya kemikali chini ya dola chache kwa gramu. Kwa hiyo, juhudi za idadi ya vikundi vya utafiti zinalenga kutafuta mbinu mbadala za kuzalisha fullerenes. Kila la heri Eneo hili lilifikiwa na kampuni ya Mitsubishi, ambayo, kama ilivyotajwa hapo juu, iliweza kuanzisha uzalishaji wa viwandani wa fullerenes kwa kuchoma hidrokaboni kwenye moto. Gharama ya fullerenes vile ni kuhusu $ 5 / gramu (2005), ambayo haikuathiri kwa njia yoyote gharama ya fullerenes ya arc umeme.

Ikumbukwe kwamba gharama kubwa ya fullerenes imedhamiriwa sio tu na mavuno yao ya chini wakati wa kuchoma grafiti, lakini pia kwa ugumu wa kutenganisha, kutakasa na kutenganisha wingi tofauti wa fullerenes kutoka kwa kaboni nyeusi. Njia ya kawaida ni kama ifuatavyo: soti iliyopatikana kwa kuchoma grafiti huchanganywa na toluini au kutengenezea kikaboni (yenye uwezo wa kufuta kwa ufanisi fullerenes), kisha mchanganyiko huchujwa au centrifuged, na suluhisho iliyobaki hutolewa. Baada ya kuondoa kutengenezea, mvua ya giza, laini-fuwele inabaki - mchanganyiko wa fullerenes, kwa kawaida huitwa fullerite. Muundo wa fullerite ni pamoja na maumbo mbalimbali ya fuwele: fuwele ndogo za molekuli C 60 na C 70 na fuwele C 60 / C 70, ambayo ni ufumbuzi imara. Kwa kuongeza, fullerite daima ina kiasi kidogo cha fullerenes ya juu (hadi 3%). Mgawanyiko wa mchanganyiko wa fullerenes katika sehemu za molekuli ya mtu binafsi hufanyika kwa kutumia kromatografia ya kioevu kwenye nguzo na chromatography ya kioevu ya shinikizo la juu (HPLC). Mwisho hutumiwa hasa kwa kuchambua usafi wa fullerenes pekee, kwa kuwa unyeti wa uchambuzi wa njia ya HPLC ni ya juu sana (hadi 0.01%). Hatimaye, hatua ya mwisho ni kuondolewa kwa mabaki ya kutengenezea kutoka kwa sampuli thabiti ya fullerene. Inafanywa kwa kuweka sampuli kwa joto la 150-250 o C chini ya hali ya utupu yenye nguvu (kuhusu 0.1 torr).

Sifa za kimwili na umuhimu uliotumika wa fullerenes

Fullerites

Mifumo iliyofupishwa inayojumuisha molekuli kamili huitwa fullerites. Mfumo uliosomwa zaidi wa aina hii ni fuwele C 60, chini ya mfumo wa fuwele C 70. Uchunguzi wa fuwele za fullerenes za juu huzuiwa na ugumu wa maandalizi yao. Atomi za kaboni katika molekuli kamili zimeunganishwa na σ- na π-vifungo, ilhali hakuna kifungo cha kemikali (kwa maana ya kawaida ya neno) kati ya molekuli za fullerene katika fuwele. Kwa hiyo, katika mfumo wa kufupishwa, molekuli ya mtu binafsi huhifadhi ubinafsi wao (ambayo ni muhimu wakati wa kuzingatia muundo wa elektroniki wa kioo). Molekuli hushikiliwa kwenye kioo na vikosi vya van der Waals, kwa kiasi kikubwa huamua sifa za jumla za C60 ngumu.

Kwa joto la kawaida, kioo cha C 60 kina kimiani cha ujazo (fcc) kilicho katikati ya uso na kimiani cha 1.415 nm, lakini joto linapopungua, mabadiliko ya awamu ya kwanza hutokea (T cr ≈260 K) na C 60. kioo hubadilisha muundo wake kwa ujazo rahisi (latiti mara kwa mara 1.411 nm) . Katika halijoto T > Tcr, molekuli za C60 huzunguka kwa machafuko kuzunguka kituo chao cha usawa, na inaposhuka hadi halijoto muhimu, shoka mbili za mzunguko hugandishwa. Kufungia kabisa kwa mizunguko hufanyika saa 165 K. Muundo wa kioo C 70 kwa joto juu ya utaratibu wa joto la kawaida ilijifunza kwa undani katika kazi. Kama ifuatavyo kutoka kwa matokeo ya kazi hii, fuwele za aina hii zina kimiani kilichowekwa katikati ya mwili (bcc) na mchanganyiko mdogo wa awamu ya hexagonal.

Sifa za macho zisizo za mstari za fullerenes

Uchambuzi wa muundo wa elektroniki wa fullerenes unaonyesha uwepo wa mifumo ya π-elektroni, ambayo kuna maadili makubwa ya unyeti usio na mstari. Fullerenes kweli hazina mstari sifa za macho. Hata hivyo, kutokana na ulinganifu wa juu wa molekuli ya C 60, kizazi cha harmonic ya pili kinawezekana tu wakati asymmetry inapoingizwa kwenye mfumo (kwa mfano, na uwanja wa nje wa umeme). Kutoka kwa mtazamo wa vitendo, kasi ya juu ya uendeshaji (~ 250 ps), ambayo huamua ukandamizaji wa kizazi cha pili cha harmonic, inavutia. Kwa kuongeza, C 60 fullerenes wana uwezo wa kuzalisha harmonic ya tatu.

Sehemu nyingine inayowezekana ya matumizi ya fullerenes na, kwanza kabisa, C 60 ni vifunga vya macho. Uwezekano wa kutumia nyenzo hii kwa urefu wa 532 nm ulionyeshwa kwa majaribio. Muda mfupi wa majibu hukuruhusu kutumia fullerenes kama vidhibiti vya mionzi ya leza na swichi za Q. Hata hivyo, kwa sababu kadhaa, ni vigumu kwa fullerenes kushindana na vifaa vya jadi hapa. Gharama ya juu, ugumu wa kutawanya fullerenes kwenye glasi, uwezo wa kuongeza oksidi haraka hewani, mbali na rekodi ya mgawo wa unyeti usio na mstari, na kizingiti cha juu cha kuzuia mionzi ya macho (haifai kwa ulinzi wa macho) husababisha ugumu mkubwa katika mapambano dhidi ya vifaa vinavyoshindana.

Mechanics ya quantum na fullerene

Imejaa maji (HyFn); (C 60 @(H 2 O)n)

Suluhisho la maji C 60 HyFn

Hydrated fullerene C 60 - C 60 HyFn ni changamano chenye nguvu, haidrophilic supramolecular inayojumuisha molekuli kamili ya C 60 iliyofungwa kwenye ganda la kwanza la ujazo, ambalo lina molekuli 24 za maji: C 60 @(H 2 O) 24. Ganda la maji hutengenezwa kwa sababu ya mwingiliano wa wafadhili-mpokeaji wa jozi pekee za elektroni za oksijeni za molekuli za maji zilizo na vituo vya kipokeaji elektroni kwenye uso wa fullerene. Wakati huo huo, molekuli za maji zinazoelekezwa karibu na uso wa fullerene zinaunganishwa na mtandao wa tatu-dimensional wa vifungo vya hidrojeni. Ukubwa wa C 60 HyFn inafanana na 1.6-1.8 nm. Hivi sasa, mkusanyiko wa juu wa C60, kwa namna ya C60 HyFn, ambayo imeundwa katika maji ni sawa na 4 mg / ml. Picha ya mmumunyo wa maji wa C 60 HyFn na mkusanyiko wa C 60 wa 0.22 mg/ml upande wa kulia.

Fullerene kama nyenzo ya teknolojia ya semiconductor

Fuwele ya molekuli iliyojaa ni semicondukta yenye pengo la bendi ya ~ 1.5 eV na sifa zake kwa njia nyingi zinafanana na zile za halvledare zingine. Kwa hiyo, idadi ya tafiti zimehusishwa na matumizi ya fullerenes kama nyenzo mpya kwa ajili ya maombi ya jadi katika umeme: diode, transistor, photocell, nk. Hapa, faida yao ikilinganishwa na silicon ya jadi ni muda mfupi wa photoresponse (vitengo ns). Hata hivyo, drawback kubwa ilikuwa athari ya oksijeni kwenye conductivity ya filamu za fullerene na, kwa hiyo, haja ya mipako ya kinga ilitokea. Kwa maana hii, inaahidi zaidi kutumia molekuli ya fullerene kama kifaa cha kujitegemea cha ukubwa wa nano na, hasa, kipengele cha kukuza.

Fullerene kama mpiga picha

Chini ya ushawishi wa inayoonekana (> 2 eV), ultraviolet na mfupi wavelength mionzi, fullerenes polymerize na katika fomu hii si kufutwa katika vimumunyisho kikaboni. Ili kufafanua matumizi ya mpiga picha aliyejaa, tunaweza kutoa mfano wa kupata azimio la submicron (≈20 nm) wakati wa kupachika silicon na boriti ya elektroni kwa kutumia kinyago kilichotengenezwa kwa filamu ya C 60 iliyopolimishwa.

Viongezeo vya Fullerene kwa ukuaji wa filamu za almasi na CVD

Fursa nyingine ya kuvutia matumizi ya vitendo ni matumizi ya viambajengo vya fullerene katika ukuaji wa filamu za almasi kwa kutumia njia ya CVD (Chemical Vapor Deposition). Kuanzishwa kwa fullerenes katika awamu ya gesi ni ufanisi kutoka kwa pointi mbili za mtazamo: kuongeza kiwango cha malezi ya cores ya almasi kwenye substrate na kusambaza vitalu vya ujenzi kutoka kwa awamu ya gesi hadi kwenye substrate. Vitalu vya ujenzi ni vipande vya C2, ambavyo viligeuka kuwa nyenzo zinazofaa kwa ukuaji wa filamu ya almasi. Imeonyeshwa kwa majaribio kwamba kiwango cha ukuaji wa filamu za almasi hufikia 0.6 μm / saa, ambayo ni mara 5 zaidi kuliko bila matumizi ya fullerenes. Kwa ushindani wa kweli kati ya almasi na semiconductors nyingine katika microelectronics, ni muhimu kuendeleza njia ya heteroepitaxy ya filamu za almasi, lakini ukuaji wa filamu za kioo moja kwenye substrates zisizo za almasi bado ni tatizo lisiloweza kutatuliwa. Mojawapo ya njia zinazowezekana za kutatua tatizo hili ni kutumia safu ya bafa ya fullerenes kati ya substrate na filamu ya almasi. Sharti la utafiti katika mwelekeo huu ni mshikamano mzuri wa fullerenes kwa nyenzo nyingi. Masharti yaliyo hapo juu yanafaa haswa kuhusiana na utafiti wa kina wa almasi kwa matumizi yao katika kizazi kijacho cha kielektroniki. Utendaji wa juu (kasi iliyojaa ya drift); Kiwango cha juu cha conductivity ya mafuta na upinzani wa kemikali ikilinganishwa na nyenzo nyingine yoyote inayojulikana hufanya almasi kuwa nyenzo ya kuahidi kwa umeme wa kizazi kijacho.

Mchanganyiko wa Superconducting na C 60

Fuwele za molekuli za fullerenes ni semiconductors, lakini mwanzoni mwa 1991 iligundulika kuwa doping imara C 60 na kiasi kidogo cha chuma alkali inaongoza kwa malezi ya nyenzo na conductivity metali, ambayo, wakati. joto la chini inakuwa superconductor. Aloying na C 60 unafanywa kwa kutibu fuwele na mvuke wa chuma kwa joto la digrii mia kadhaa Celsius. Katika kesi hii, muundo wa aina ya X 3 C 60 huundwa (X ni atomi ya chuma ya alkali). Metali ya kwanza iliyounganishwa ilikuwa potasiamu. Mpito wa kiwanja K 3 C 60 kwa hali ya superconducting hutokea kwa joto la 19 K. Hii ni thamani ya rekodi kwa superconductors ya molekuli. Hivi karibuni ilianzishwa kuwa fullerites nyingi zilizo na atomi za chuma za alkali katika uwiano wa aidha X 3 C 60 au XY 2 C 60 (X,Y ni atomi za chuma za alkali) zinamiliki superconductivity. Mmiliki wa rekodi kati ya superconductors za joto la juu (HTSC) za aina hizi zilikuwa RbCs 2 C 60 - Tcr yake = 33 K.

Athari za viambajengo vidogo vya fullerene kaboni nyeusi kwenye vizuia msuguano na sifa za antiwear za PTFE

Ikumbukwe kwamba uwepo wa fullerene C 60 katika mafuta ya madini huanzisha uundaji wa filamu ya fullerene ya kinga yenye unene wa 100 nm kwenye nyuso za counterbodies. Filamu iliyoundwa inalinda dhidi ya uharibifu wa mafuta na oksidi, huongeza maisha ya vitengo vya msuguano katika hali ya dharura kwa mara 3-8, utulivu wa mafuta ya mafuta hadi 400-500ºº na uwezo wa kuzaa wa vitengo vya msuguano kwa mara 2-3, huongeza shinikizo la uendeshaji wa vitengo vya msuguano kwa mara 1.5 -2, hupunguza muda wa kukimbia wa counterbodies.

Maombi mengine ya fullerenes

Maombi mengine ya kuvutia ni pamoja na betri na betri za umeme, ambazo kwa njia moja au nyingine hutumia viongeza vya fullerene. Msingi wa betri hizi ni cathodes za lithiamu zilizo na fullerenes zilizounganishwa. Fullerenes pia inaweza kutumika kama viongezeo vya kutengeneza almasi bandia kwa kutumia njia ya shinikizo la juu. Katika kesi hiyo, mavuno ya almasi huongezeka kwa ≈30%. Fullerenes pia inaweza kutumika katika duka la dawa kuunda dawa mpya. Kwa kuongeza, fullerenes wamepata matumizi kama viungio katika rangi za intumescent (intumescent) zisizozuia moto. Kutokana na kuanzishwa kwa fullerenes, rangi huvimba chini ya ushawishi wa joto wakati wa moto, na kutengeneza safu ya povu-coke yenye mnene, ambayo huongeza muda wa joto wa miundo iliyolindwa kwa joto muhimu mara kadhaa. Pia, fullerenes na derivatives zao mbalimbali za kemikali hutumiwa pamoja na polima za semiconducting za polyconjugated kwa ajili ya utengenezaji wa seli za jua.

Tabia za kemikali za fullerenes

Fullerenes, licha ya kukosekana kwa atomi za hidrojeni, ambazo zinaweza kubadilishwa kama ilivyo kwa kawaida

Fullerenes ni molekuli zilizotengwa za muundo mpya wa kaboni(aliyepewa jina la mhandisi wa Kimarekani na mbunifu wa kuba za rununu R. Buckminster Fuller). Fullerenes katika hali ngumu huitwa fullerites.

Fullerenes ni makundi thabiti ya kaboni ya polyatomic yenye idadi ya atomi kuanzia makumi kadhaa au zaidi. Idadi ya atomi za kaboni kwenye nguzo kama hiyo sio ya kiholela, lakini inatii muundo fulani (idadi ya atomi kwenye nguzo. N= 32.44, 50, 58, 60, 70, 72, 78, 80, 82, 84, nk). Molekuli kamili inaweza tu kuwa na idadi sawa ya atomi za kaboni . Sura ya fullerenes ni spheroid mashimo, nyuso ambazo huunda pentagoni na hexagons. Molekuli kamili imeundwa kutoka kwa atomi C katika jimbo sp 2-mseto, kutokana na ambayo kila chembe ina majirani watatu waliounganishwa nayo kwa s-bonds. Elektroni za valence zilizosalia huunda mfumo wa π wa molekuli kutoka kwa vifungo viwili vya kaboni-kaboni. Ili kuunda uso wa duara, vipande 12 vya kaboni vya pentagonal na vile vingi vya hexagonal vinahitajika.

C 60 fullerene inavutia zaidi kutokana na uthabiti wake mkubwa na ulinganifu wa hali ya juu. Atomi zote katika molekuli hii ni sawa, kila atomi ni ya hexagons mbili na pentagoni moja na imeunganishwa na majirani zake wa karibu kwa vifungo viwili na viwili. Molekuli ya C 60 ni polihedron yenye mashimo yenye nyuso 12 za pentagonal na 20 zilizopangwa kwa ulinganifu, na kutengeneza sura inayofanana na ile ya mpira wa miguu, pia inayojumuisha pande kumi na mbili za pentagonal na ishirini za hexagonal (kwa sababu hii pia inaitwa "footballino"). . Molekuli ya C 60 haina vifungo vya bure, na hii inaelezea utulivu wake mkubwa wa kemikali na kimwili. Kutokana na hili, kati ya allotropes ya kaboni, fullerenes na fullerites ni safi zaidi. Kipenyo cha molekuli ya C 60 ni 0.7024 nm. Elektroni za valence husambazwa zaidi au chini kwa usawa juu ya ganda la duara takriban 0.4232 nm nene. Katikati ya molekuli kunabaki cavity isiyo na elektroni na eneo la karibu 0.1058 nm. Kwa hivyo molekuli kama hiyo ni kama seli ndogo tupu, kwenye shimo ambalo atomi za vitu vingine na hata molekuli zingine zinaweza kuwekwa bila kuharibu uadilifu wa molekuli yenyewe.

Molekuli za Spherical C60 zinaweza kuchanganyika katika kitu kigumu kuunda kimiani ya fuwele ya ujazo (fcc) iliyo katikati ya uso. Katika fuwele iliyojaa, molekuli za C60 zina jukumu sawa na atomi kwenye fuwele ya kawaida. Umbali kati ya vituo vya molekuli zilizo karibu zaidi kwenye kimiani kilicho katikati ya uso unaoshikiliwa na nguvu dhaifu za van der Waals ni takriban nm 1.

Ikumbukwe kwamba kwa upande wa mali zao za elektroniki, fuwele za C 60 safi na muundo mwingi kulingana nao huwakilisha darasa mpya la semiconductors za kikaboni, za kuvutia sana kutoka kwa mtazamo wa kimsingi na kutoka kwa mtazamo wa matumizi yanayowezekana. .

Kwa mtazamo wa kimsingi, kupendezwa na kamili ni kwa sababu, haswa, kwa ukweli kwamba, tofauti na semiconductors za "classical" (kama vile silicon), upana wa bendi za nishati zinazoruhusiwa katika fuwele za fullerene ni ndogo sana, hazizidi. 0.5 eV. Kwa sababu hii, athari kali zinazohusiana na uunganisho wa Coulomb, kupumzika kwa kimiani, na athari zingine zinawezekana katika fuwele hizi, ambazo zinavutia sana na zinaweza kusababisha ugunduzi na uchunguzi wa matukio mapya.

Upana wa pengo la bendi ya kwanza ni karibu 2.2 ... 2.3 eV.

Marekebisho ya uso wa molekuli kamili au kujaza nafasi yake ya ndani na atomi za chuma husababisha mabadiliko yanayoonekana katika mali ya kimwili, kwa mfano, mpito kwa hali ya superconducting au udhihirisho wa magnetism.

Viingilio mbalimbali vya fullerene ni pamoja na misombo iliyounganishwa na fullerenes endohedral (au endohedral complexes). Wakati wa kuingiliana, uchafu huletwa ndani ya utupu wa kimiani ya fuwele iliyojaa, na endohedral fullerenes huundwa wakati atomi za aina mbalimbali zinaletwa kwenye nguzo ya C. P.

Ikiwa inawezekana kupata mmenyuko wa kemikali unaofungua dirisha katika mfumo wa fullerene, kuruhusu atomi fulani au molekuli ndogo kuingia huko, na tena kurejesha muundo wa nguzo, basi njia nzuri ya kupata fullerenes endohedral ingepatikana. Kwa kuongezea, metallofullerenes nyingi za endohedral kwa sasa hutolewa ama wakati wa malezi ya fullerenes mbele ya dutu ya kigeni, au kwa kupandikizwa.

Njia za kupata na kutenganisha fullerenes. Njia bora zaidi ya kupata fullerenes inategemea mtengano wa joto grafiti Wakati grafiti inapokanzwa kwa kiasi, dhamana kati ya tabaka za mtu binafsi za grafiti huvunjika, lakini nyenzo za evaporated haziozi katika atomi za kibinafsi. Katika kesi hii, safu ya evaporated ina vipande vya mtu binafsi, ambayo molekuli ya C60 na fullerenes nyingine hujengwa. Ili kuoza grafiti wakati wa kuzalisha fullerenes, inapokanzwa resistive na high-frequency ya electrode grafiti, mwako wa hidrokaboni, na laser irradiation ya uso grafiti hutumiwa. Taratibu hizi hufanyika katika gesi ya buffer, ambayo kawaida ni heliamu.

Mara nyingi, kutokwa kwa arc na electrodes ya grafiti katika anga ya heliamu hutumiwa kuzalisha fullerenes. Jukumu kuu la heliamu linaonekana kuhusishwa na baridi ya vipande ambavyo vina kiwango cha juu cha msisimko wa vibrational, ambayo huzuia mchanganyiko wao katika miundo imara.

Utumiaji wa fullerenes.

Kuna uwezekano wa matumizi mengi ya fullerenes:

· Uthabiti wa kemikali na utupu wa fullerenes huhusishwa na uwezekano wa matumizi yao katika kemia, microbiolojia na dawa. Kwa mfano, zinaweza kutumika kwa ajili ya ufungaji na utoaji kwa eneo linalohitajika si tu atomi, lakini pia molekuli nzima, incl. kikaboni (dawa, microbiology);

· Fullerenes kama semicondukta mpya na nyenzo za muundo-nano. Molekuli ya fullerene ni kitu kilichotengenezwa tayari cha ukubwa wa nano kwa ajili ya kuunda vyombo na vifaa vya nanoelectronic kulingana na kanuni mpya za kimwili. Imetengenezwa kanuni za kimwili kuunda analog ya transistor kwenye molekuli moja kamili, ambayo inaweza kutumika kama amplifier ya sasa katika safu ya nanoampere. Katika uwanja wa nanoelectronics maslahi makubwa zaidi Kwa upande wa maombi iwezekanavyo, dots za quantum zinaitwa. Pointi kama hizo zina idadi ya mali ya kipekee ya macho ambayo hufanya iwezekane kuzitumia, kwa mfano, kudhibiti mawasiliano ya nyuzi, au kama vipengee vya kichakataji kwenye kompyuta kuu ya macho inayoundwa hivi sasa. Fullerenes ni katika mambo mengi dots bora za quantum. Miundo ya Endohedral ya elementi adimu za dunia, kama vile terbium (Tb), gadolinium (Gd), dysprosium (Dy), ambazo zina kubwa. nyakati za sumaku. Fullerene ambayo atomi kama hiyo iko lazima iwe na mali ya dipole ya sumaku, mwelekeo ambao unaweza kudhibitiwa na nje. shamba la sumaku. Mchanganyiko huu (kwa namna ya filamu ya multilayer) inaweza kutumika kama msingi wa uhifadhi wa magnetic na wiani wa kurekodi hadi 10 12 bits/cm 2 .

· Fullerenes kama nyenzo mpya kwa optics isiyo ya mstari. Nyenzo zenye Fullerene (suluhisho, polima, fuwele za kioevu, matiti ya glasi iliyo na fullerene) zina sifa za macho zisizo na mstari na zinaahidi kutumika kama: vidhibiti vya macho (vidhibiti) vya mionzi ya laser kali; vyombo vya habari vya photorefractive kwa kurekodi hologramu zenye nguvu; waongofu wa mzunguko; vifaa vya kuunganisha awamu. Eneo lililojifunza zaidi ni uundaji wa vikomo vya nguvu za macho kulingana na ufumbuzi wa kioevu na imara wa C60.

· Fullerite C 60 iliyotiwa dope na chuma cha alkali ni kondakta, na kwa joto la chini ni superconductor. Kuanzishwa kwa atomi za uchafu kwenye tumbo kamili kunahusishwa na hali ya kuingiliana. Michanganyiko ya mchanganyiko ni nyenzo ambayo atomi za uchafu au molekuli hunaswa kati ya tabaka za kimiani za fuwele. Hapo awali, hakuna dhamana ya kemikali kati ya kiunganishi na tumbo. Atomi za uchafu (hasa alkali, ardhi ya alkali na metali adimu za ardhini) zinaweza kupenya ndani ya utupu wa molekuli ya kioo cha C 60 bila kulemaza kimiani. C 60 ina mshikamano wa juu wa elektroni, madini ya alkali kutoa elektroni kwa urahisi. Kioo cha C 60 ni semiconductor yenye pengo pana na conductivity yake ni ya chini, na inapoingizwa na atomi za alkali inakuwa kondakta. Kwa mfano, wakati potasiamu ikiwa imechanganywa na kuunda K 3 C 60, atomi za potasiamu hutiwa ionized hadi K +, na elektroni zao huunganishwa na molekuli ya C 60, ambayo inakuwa ioni hasi. K 3 C 60 kwa joto la 18 K ni superconductor.

· Fullerenes ni nyenzo ya lithography. Kutokana na uwezo wa kupolimisha chini ya hatua ya leza au boriti ya elektroni (kiwango cha upolimishaji katika baadhi ya matukio huzidi 10 6) na kuunda awamu isiyoyeyuka katika vimumunyisho vya kikaboni, matumizi ya fullerenes kama kupinga kwa submicron lithography ni kuahidi. Filamu za Fullerene zinaweza kuhimili inapokanzwa muhimu, usichafue substrate, na kuruhusu maendeleo kavu. Kwa kuwa nguzo za C 60 zilizopolimishwa zenyewe ni halvledare, teknolojia hii inaweza kuwa ya kuahidi sana kwa kuunda transistors za elektroni moja zinazofanya kazi kwa joto la kawaida. Kwa kufanya hivyo, katika mapungufu ya tunnel yaliyoundwa, kwa mfano, juu ya uso wa silicon, mtu anaweza kujaribu kuunda makundi madogo sana ya C 60 kutokana na upolimishaji wa boriti ya elektroni.

Uungwana

Uungwana- ukosefu wa ulinganifu kuhusu pande za kulia na kushoto. Kwa mfano, ikiwa kutafakari kwa kitu ni bora kioo gorofa hutofautiana na kitu chenyewe, basi uungwana ni asili katika kitu hicho. Uungwana wa molekuli ni mali ya molekuli kutopatana na yake picha ya kioo mchanganyiko wowote wa mizunguko na harakati ndani nafasi tatu-dimensional. Kielelezo chochote cha kijiometri ambacho haipaswi kuunganishwa na kutafakari kwake kawaida huitwa chiral.

Molekuli za chiral huunda msingi wa asili hai, pamoja na vifaa vingi vya kazi. Kwa mfano, amino asidi zote zinazounda protini ni chiral (isipokuwa glycine). Hii inatumika pia kwa sukari - vitalu vya ujenzi wa wanga na asidi ya nucleic. Ipasavyo, macromolecules yaliyoundwa kutoka kwao pia ni chiral - vitu vya kawaida vya nanoobjects: protini, asidi ya nucleic, wanga, nk.

Upole ni muhimu katika usanisi wa misombo ngumu na mali ya dawa, polima za kawaida, fuwele za kioevu; kutokuwepo kwa kituo cha ulinganifu ni hali muhimu ya kupata vifaa vya optics zisizo za mstari, ferroelectrics na piezoelectrics. Sumu nyingi za asili - polypeptides na alkaloids - pia ni chiral, na "antipodes" zao hazina madhara kwa mwili wa binadamu. Kwa upande mwingine, "antipodes" za asidi ya amino asilia na sukari haziingiziwi na viumbe hai na hata hazitambui. Wakati mwingine antipodes ya vitu vya dawa inaweza kuwa hatari sana, kwa hiyo, katika uzalishaji wa madawa ya kulevya, mawakala mbalimbali ya chiral hutumiwa kutakasa vitu vinavyotokana.

Fullerenes - dhana na aina. Uainishaji na vipengele vya kitengo cha "Fullerenes" 2017, 2018.

Mali... Lakini mambo ya kwanza kwanza.

Mwanzoni - kuhusu shungite.

Shungite ni madini meusi yenye kaboni 93-98% na hadi 3-4% misombo ya hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, salfa na maji. Majivu ya madini hayo yana vanadium, molybdenum, nikeli, tungsten na selenium. Madini hayo yalipata jina lake kutoka katika kijiji cha Shunga huko Karelia, ambapo mabaki yake makuu yapo.

Shungite iliundwa kutoka kwa mchanga wa kikaboni chini - sapropel - takriban miaka milioni 600 iliyopita, na kulingana na vyanzo vingine - miaka bilioni 2 iliyopita. Mashapo haya ya kikaboni (mizoga ya crustaceans, mwani na konokono wengine), iliyofunikwa juu na tabaka mpya kabisa, polepole ilishikamana, ikapungukiwa na maji na kuzama kwenye vilindi vya dunia. Chini ya ushawishi wa compression na joto la juu kulikuwa na mchakato wa metamorphosis. Kama matokeo ya mchakato huu, kaboni ya amofasi iliyotawanywa katika matrix ya madini iliundwa kwa namna ya globule-fullerenes tabia ya shungite.

Sasa kuhusu fullerenes

Je, hii fullerene iliyomo kwenye shungite ni nini? Fullerenes ni aina ya kaboni. Kwa hivyo, kutoka shuleni tunakumbuka kuwa kaboni ina aina kadhaa:

• Almasi,
• grafiti,
• makaa ya mawe.

Fullerenes ni aina nyingine ya kaboni. Inatofautiana kwa kuwa molekuli kamili ni mipira ya globuli ya polihedra ya kawaida, inayoundwa na molekuli za kaboni sawa:

Lakini kwa nini fullerenes ni muhimu sana?

Fullerenes hutumiwa katika teknolojia ya semiconductor, kwa aina ya utafiti (optics, quantum mechanics), photoresistance, katika uwanja wa superconductors, katika mechanics kwa ajili ya utengenezaji wa vitu ili kupunguza msuguano, katika teknolojia ya betri, katika awali ya almasi, katika utengenezaji wa betri za picha na viwanda vingine vingi. Ambayo moja ni kwa ajili ya utengenezaji wa madawa.

Na tena tunarudi kwa swali letu - Kwa nini fullerenes ni muhimu sana?? Hapa unaweza kuwasiliana na Grigory Andrievsky, ambaye anafanya kazi na kikundi cha wanasayansi katika Taasisi ya Tiba ya Chuo cha Sayansi ya Matibabu ya Ukraine juu ya suala hili hasa. Katika utafiti wake, mwanasayansi alifunua ni nini.

Kwa hivyo, fullerenes katika shungite ni katika fomu maalum - hydrated. Hiyo ni, wao ni pamoja na maji na wanaweza kufuta katika maji. Ipasavyo, fullerenes inaweza kuosha nje ya shungite na fomu suluhisho kamili- wa pekee fomu hai fullerenes kwa leo.

Zaidi, Suluhisho la maji la fullerenes ni antioxidants yenye nguvu. Hiyo ni, wao, kama vitamini E na C (na vitu vingine), husaidia mwili kukabiliana na radicals bure- vitu vinavyotengenezwa katika mwili wakati wa michakato ya uchochezi na kuingiliana kwa ukali sana na vitu vinavyozunguka - kuharibu miundo muhimu kwa mwili. Lakini, tofauti na vitamini, fullerenes haitumiwi wakati wa kugeuza radicals bure - na inaweza kuwafanya kuwa salama hadi kuondolewa kwa mwili kwa kawaida.

Ipasavyo, kiasi cha fullerenes ambacho hufanya kazi kwa ufanisi kama antioxidants kinaweza kupatikana katika mwili kwa kiasi kidogo zaidi kuliko vitamini. Ikilinganishwa nao

fullerenes inaweza kufanya kazi katika viwango vya chini kabisa.

Ipasavyo, kwa kutumia suluhisho la maji la fullerenes, unaweza kupunguza idadi ya radicals bure katika mwili - na kusaidia mwili kukabiliana na michakato hasi. Kwa kweli, maji ya shungite hufanya nini? suluhisho la maji fullerenes.

Na nyongeza muhimu sana kutoka kwa Grigory Andrievsky kuhusu mali ya uponyaji ya shungite fullerenes:

Kufikia sasa, ni majaribio tu ambayo yamefanywa kwa watu wa kujitolea, pamoja na mimi. Kwa hiyo, mtu haipaswi kuchochea hype na kuingiza matumaini yasiyo ya kweli kwa wagonjwa. Ndiyo, tuna matokeo ya kuahidi kutoka kwa utafiti wa kimsingi, haswa katika wanyama na tamaduni za seli. Lakini, wakati dawa na njia hazijajaribiwa na kupimwa ndani kwa utaratibu uliowekwa, hatuna maadili wala haki nyingine yoyote ya kuwaita dawa na mbinu za matibabu.

Na hatimaye, kwa shungite maji

Maji ya Shungite - wacha turudi kwake. Kuna maoni mawili yanayopingana kuhusu maandalizi na matumizi ya maji ya shungite.

Ya kwanza ilitolewa na Ph.D. chem. Sayansi O. V. Mosin (Chuo cha Sanaa cha Jimbo la Moscow teknolojia ya kemikali yao. M.V. Lomonosova):

Maji, kuingizwa na shungite, inakuwa si tu maji safi ya kunywa, lakini pia ufumbuzi wa molekuli ya colloidal ya fullerenes hydrated, ambayo ni ya kizazi kipya cha mawakala wa dawa na prophylactic yenye athari nyingi kwenye mwili.

Maoni ya pili juu ya matumizi ya shungite yanaonyeshwa na mkurugenzi wa Taasisi ya Jiolojia ya Kituo cha Sayansi cha Karelian cha Chuo cha Sayansi cha Urusi, Daktari wa Jiolojia. n. Vladimir Shchiptsov:

Imethibitishwa kuwa shungite hutakasa maji, lakini ikiwa tu imejumuishwa kama sehemu katika vichungi maalum. Maji yaliyoingizwa tu na kipande cha madini yanaweza kuwa na madhara - kama matokeo mmenyuko wa kemikali Kwa asili, ufumbuzi wa asidi ya chini ya kujilimbikizia huundwa.

Kwa hiyo, ili kuandaa maji ya shungite, unahitaji kuingiza maji na madini au kupitisha kupitia filters maalum? Hebu tuzame kwenye mada. Na, kwa kuwa maji ya shungite ni suluhisho la maji la fullerenes, hatuwezi kuondokana nao.

Hivyo, fullerenes kufuta katika maji kwa shida kubwa. Lakini ikiwa ni kufutwa, basi karibu na kila mpira wa fullerene shell ya multilayer ya molekuli ya maji iliyopangwa mara kwa mara, takriban tabaka kumi za molekuli, huundwa. Maji haya, kwa maneno mengine hydration, shell karibu molekuli fullerene inaweza kuitwa maji yenye muundo.

Katika mali yake, maji yanayozunguka molekuli ya fullerene hutofautiana kwa kiasi kikubwa na maji ya kawaida. Na ni sawa na maji yaliyofungwa kwenye seli za mwili. Kwa hivyo, katika seli hai, kwa kweli, kuna maji kidogo ya kawaida, yanayojulikana bure. Maji yote yanaunganishwa na molekuli zinazoizunguka. Na ni kitu kama jelly. Utaratibu wa elimu maji yaliyofungwa katika seli ni sawa na utaratibu wa malezi ya shell ya maji karibu na molekuli kamili.

Kwa hivyo, katika suluhisho la maji ya shungite, aina mbili za maji zinaweza kutofautishwa:

1. maji yaliyoundwa yanayozunguka molekuli za fullerene (pamoja na molekuli jambo la kikaboni katika seli),
2. na maji ya bure.

Wakati miyeyusho ya kuyeyusha, ni maji ya bure ambayo huvukiza kwanza. Ganda sawa la maji na kiwango cha chini cha kuyeyuka huundwa karibu na molekuli za DNA katika miyeyusho ya enzyme. Hii inawafanya kuwa sugu kwa kufungia na kukanza.

Kwa hiyo, hebu turudi kwa njia mbili tofauti za kuandaa shungite - infusion na kupitia safu ya shungite. Mbinu hizi ni tofauti vipi? Wanatofautiana katika wakati wa kuwasiliana. Hiyo ni, wakati ambapo fullerenes inaweza kuacha muundo wa shungite na kuunda suluhisho la maji.

Kama tulivyosema hapo awali, fullerenes inaweza kufanya kazi katika viwango vya chini kabisa. Hiyo ni, kuunda suluhisho la kweli la fullerenes, kupitisha tu maji kwa njia ya shungite au si kuingiza maji kwa muda mrefu sana kwenye shungite ni ya kutosha.

Kwa kawaida, ukali wa kufutwa kwa fullerenes kutoka shungite inategemea kiwango cha kusaga granules za shungite. Kwa hivyo, ikiwa una kipande cha mawe yenye uzito wa kilo, basi unaweza kuimarisha maji kwa muda mrefu :)

Kwa kuwa hakuna masomo ya kisayansi yaliyokamilishwa na mapendekezo yasiyoeleweka juu ya matumizi ya shungite, hakuna muundo halisi - muda gani wa kuingiza (chujio) kupitia granules za shungite za ukubwa gani ili kuandaa suluhisho la fullerenes ya mkusanyiko unaohitajika.

Ipasavyo, njia pekee ya kutoka leo ni kujaribu maji ya shungite juu yako mwenyewe.

Na sikiliza hisia zako. Na, bila shaka, badilisha athari ikiwa afya yako inazidi kuwa mbaya au inaboresha.

Andika matokeo ya majaribio yako!