Структура - фуллерен
Cтраница 1
Структура фуллерена близка к структуре графита, поэтому наиболее эффективный способ их получения основан на термическом испарении графита либо в результате омического нагрева графитового электрода, либо лазерного облучения. Полученный угольный конденсат наряду с кластерами С-60 и С-70 содержит большое количество более легких кластеров ( рис. 3.2), значительная часть которых переходит в С-60 и С-70 при выдержке в течение нескольких часов при 500 - 600 С либо при более низкой температуре в неполярном растворителе. [1]
 |
Двугорбый спектр. [2] |
Структура фуллерена близка к структуре графита, поэтому наиболее эффективный способ их получения основан на термическом испарении графита либо в результате омического нагрева графитового электрода, либо лазерного облучения. [3]
Структура фуллерена близка к структуре графита, поэтому наиболее эффективный способ их получения основан на термическом испарении графита либо в результате омического нагрева графитового электрода, либо лазерного облучения. Полученный угольный конденсат наряду с кластерами С-60 и С-70 содержит большое количество более легких кластеров ( рис. 2), значительная часть которых переходит в С-60 и С-70 при выдержке в течение нескольких часов при 500 - 600 С, либо при более низк УЛ температуре в неполярно. [4]
Сравнение структуры фуллерена Сбо с другими формами углерода ( графитом и алмазом) показывает принципиальное отличие структуры С6о от графита и алмаза не только своей молекулярной формой, но и типом симметрии. Это следует также ( рис. 3.9) и из анализа геометрических образов кластеров и фуллеренов. В кристалле алмаза, как известно, каждый атом углерода окружен четырьмя другими, находящимися в узлах тетраэдра. Соседние атомы связаны между собой сильными кова-лентными связями, что и определяет твердость алмаза. Среднее расстояние между атомами равно 0 154 нм. В новой форме углерода в противоположность графиту и алмазу минимальным элементом ее структуры является не атом, а молекула. Это определяет принципиальную разницу между типами упорядочения структуры графита и фуллерена. Кроме того, как установлено в [7], кластеры правильной формы, состоящие из магического числа атомов, обладают подвижностью, сравнимой с подвижностью одиночного атома. Это является следствием кооперативного взаимодействия атомов кластера. [5]
Широко обсуждаются идеи создания противораковых медицинских препаратов на основе водорастворимых эндоэдральных соединений фуллеренов с внедренными внутрь структуры фуллеренов радиоактивными изотопами. Введение такого лекарства в ткань позволит избирательно воздействовать на пораженные опухолью клетки, препятствуя их дальнейшему размножению. [6]
Благодаря дальнейшим творческим изысканиям ученых всего мира на сегодняшний день открыты способы генерации фуллеренов, содержащих от 28 до 960 атомов углерода. Поскольку структура фуллеренов близка к структуре графита, наиболее эффективные способы их синтеза, как показано в обзоре2, основаны на термическом и лазерном испарении графита, а также на использовании электрической дуги между графитовыми стержнями. Во всех случаях процесс идет в атмосфере гелия, давление которого является решающим фактором, обеспечивающим оптимальный режим охлаждения и конденсации углеродного пара в кластеры. Наиболее простым является электродуговой метод, который обеспечивает выход фуллеренов до 45 % От испаренного углерода. [7]
 |
Основные показатели структур и физических свойств фу. члерена C60 8j. [8] |
Доказанная Эйлером необходимость при образовании объемных замкнутых структур введения 12 пятиугольников приводит к тому, что фуллереньг с различным числом атомов углерода различаются только количеством шестиугольников, так как всегда содержат 12 пятиугольников. Наличие в структуре фуллеренов фрагментов с осями симметрии 5-го порядка, запрещенных при трансляционной симметрии, служит подтверждением принадлежности к квазикристаллам углеродных кластеров со сферической или сфероидальной его формой. В малоатомных кластерах ( п25) в принципе не может реализоваться ротационный тип симметрии, так как нельзя в соответствии с теорией Эйлера перейти от плоской структуры к сферической. [9]
В связи с открытием в последнее десятилетие новых форм углерода, таких как фуллерены и нанотрубки, спрос на рафинированные углеграфитовые материалы может возрасти. На выход и структуру фуллеренов и нанотрубок влияет много факторов, в том числе и чистота используемых углеграфитовых электродов, о чем свидельтельствует предварительные результаты исследований в этом направлении. [10]
Основная трудность в использовании фуллеренов в медицине и фармакологии связана с созданием водорастворимых нетоксичных соединений фуллеренов, которые могли бы вводиться в организм человека и доставляться с кровью в орган, подлежащий терапевтическому воздействию. Одно из первых соединений такого рода синтезировано на основе дифенэтиламино-сакцинита и активно используется в медико-биологических экспериментах с фуллеренами. Широко обсуждается идея создания противораковых медицинских препаратов на основе водорастворимых эндоэдральных соединений фуллеренов с внедренными внутрь структуры фуллеренов радиоактивными изотопами. Введение такого лекарства в ткань позволит избирательно воздействовать на пораженные опухолью клетки, препятствуя их дальнейшему размножению. [11]
Основная трудность в использовании фуллеренов в медицине и фармакологии связана с созданием водорастворимых нетоксичных соединений фуллеренов, которые могли бы вводиться в организм человека и доставляться с кровью в орган, подлежащий терапевтическому воздействию. Одно из первых соединений такого рода синтезировано на основе дифензтиламино-сакцинита и активно используется в медико-биологических экспериментах с фуллеренами. Широко обсуждается идея создания противораковых медицинских препаратов на основе водорастворимых эндоэдральных соединений фуллеренов с внедренными внутрь структуры фуллеренов радиактивными изотопами. Введение такого лекарства в ткань позволит избирательно воздействовать на пораженные опухолью клетки, препятствуя их дальнейшему размножению. [12]
Например, фторированные фуллерены могут стать основой для идеального твердого смазочного материала, пригодного для работы при сверхнизких температурах. Перспективно применение фулле-реновых покрытий в качестве катализаторов при напылении искусственных алмазных покрытий из углеродной плазмы газового разряда. Наряду с замкнутыми сферическими и сфероидальными структурами фуллеренов при термическом разложении графита образуются протяженные структуры, построенные также на основе шестиугольных углеродных колец, характерных для графита. Они представляют собой свернутые слои графита - углеродные нанотрубки. [13]
Каждый атом углерода вносит в систему делокализованных молекулярных орбиталей по одному электрону. Вследствие этого 20 шестиугольников фуллерена С60 и 25 шестиугольников фуллерена С70 являются, таким образом, бензольными кольцами. При этом пространственные напряжения, обусловленные отклонением бензольных фрагментов от копланарности, равномерно распределяются между всеми атомами углерода кластера. Факт наличия бензольных колец в структуре фуллеренов рассматривается в качестве дополнительного аргумента, объясняющего повышенную устойчивость фуллеренов. [14]
Нанотрубка представляет собой структуру, образованную свернутым углеродным листом. Этот углеродный лист необычен по своей структуре. Он соткан из бензольных колец в некоторой мере подобно тому, что мы видели в структуре фуллерена. Вследствие высокой упорядоченности атомов углерода в структуре нанотрубки этот материал оказывается по крайней мере в 100 раз прочнее стали. [15]
Страницы: 1