Химия фуллеренов
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С.АМАНЖОЛОВА
Факультет
дистанционного обучения
Курсовая
работа
Химия
фуллеренов
Выполнил: студент 2 курса группы
В011200 химия на базе в/о
Ерофеева Е.В.
Проверил: Свиридова Т.А.
Усть-Каменогорск,
2011 г
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Структура
и свойства углеродных наноструктур
. История
открытия фуллеренов
. Геометрическое
строение фуллеренов
. Получение
фуллеренов
. Свойства
фуллеренов
.1
Физические и химические свойства
.2 Полимеризация
.3 Сорбционные
свойства
.4 Оптические
свойства
.5 Механические
и трибологические свойства
.
Перспективы практического использования фуллеренов
Заключение
Список
литературы
ВВЕДЕНИЕ
Издавна человеку были известны две
кристаллические аллотропные модификации углерода: графит и алмаз. Еще в 1973
году Бочвар и Гальпери показали, что замкнутый полиэдр из атомов углерода в
форме усеченного икосаэдра должен иметь замкнутую электронную оболочку и
высокую энергию связи. Однако эта работа прошла незамеченной, и только в 1985
году Крото с сотрудниками обнаружили в масс-спектре продуктов разложения
графита под действием лазерного пучка интенсивный пик с массой 720 у.е.м.,
происхождение которого объяснялось присутствием молекул С60. Другой, менее
интенсивный пик, соответствующий массе 840 у.е.м., связывался с молекулой С70.
Захватывающая история этого открытия подробно изложения в нобелевских лекциях
Крото, Смолли и Керла. Новая аллотропная модификация углерода получила название
«фуллерены». Открытие в 1990 году Крэчмером метода получения фуллеренов в
макроскопических количествах дало начало интенсивным исследованиям и привело к
появлению фактически новых разделов физики твердого тела, химии ароматичеких
соединений, молекулярной электроники.
Фуллерены представляют собой устойчивые
многоатомные кластеры углерода с числом атомов от нескольких десятков и выше.
Число атомов углерода в таком кластере не произвольно, а подчиняется
определенной закономерности. Форма фуллеренов - сфероид, грани которого
образуют пяти- и шестиугольники. Согласно геометрическому расчету, проведенному
еще Эйлером, для построения такого многогранника необходимо, чтобы число
пятиугольных граней было равно двенадцати, число же шестиугольных граней может
быть произвольно. Такому условию отвечают кластеры с числом атомов N
= 32, 44, 50, 58, 60, 70, 72, 78, 80, 82, 84 и т.д. Наибольший интерес
экспериментальных исследований представляет фуллерен С60 ввиду его наибольшей
стабильности и высокой симметрии.
В настоящее время опубликовано множество
экспериментальных и теоретических работ, посвященных различным аспектам физики
С60 в различных состояниях: изолированная молекула, С60 в растворах и особенно
С60 в твердотельном состоянии. При температурах ниже 600К С60 образует
молекулярные кристаллы. Кристаллы высокой чистоты (99.98%) и миллиметровых
размеров могут быть выращены из газовой фазы. Будем называть фуллеренами
изолированные молекулы Сn,
фуллеритами - фуллерены в твердотельном состоянии, в том числе полимеризованные
фуллереновые структуры. К многообразным фуллереновым производным относятся
также интеркалированные соединения и эндоэдральные фуллерены. При интеркаляции
примеси вводятся в пустоты уристаллической решетки фуллерита, а эндоэдральные
фуллерены образуются при внедрении атомов различного сорта внутрь кластера Сn.
С химической точки зрения фуллерены могут
рассматриваться как трехмерные аналоги планарных ароматических соединений, но с
той существенной разницей, что сопряжение п-элетронной системы непрерывно.
Фуллерены не содержат водорода, который может участвовать в реакции замещения.
Химический реакции с фуллеренами могут быть двух типов: реакции присоединения и
окислительно-восстановительные, приводящие соответственно к ковалентным
экзоэдральным соединениям и солям. Если найти химическую реакцию, открывающую
окошко в каркасе фуллерена, позволяющую впустить туда некий атом или небольшую
молекулу и вновь восстанавливающую соединение кластера, получится красивый
метод получения эндоэдральных фуллеренов. Однако большинство эндоэдральных
металлофуллеренов в настоящее время производятся либо в процессе формирования
фуллеренов в присутствии чужеродного вещества, либо путем имплантации.
1. структура и свойства углеродных наноструктур
Долгие годы считалось, что углерод может
образовывать две кристаллические структуры − алмаз и графит. Склонность
углерода к образованию поверхностных структур еще в большей степени проявилась
в новой форме углерода - фуллеренах. Это структуры углерода, которые проявляют
специфические свойства как своеобразные материалы, как физические объекты и как
химические системы.
В настоящее время понятие "фуллерены"
применяется к широкому классу многоатомных молекул углерода Cn , где n = 60.
Твердые тела, образованные этими молекулами обычно называют фуллеритами.
Фуллерен является третьей аллотропной формой углерода (первые две - алмаз и
графит). Молекула фуллерена является органической молекулой, а сам фуллерен
представляет собой молекулярный кристалл, являющийся связующим звеном между органической
и неорганической материей. Фуллерены представляют собой замкнутые сфероидальные
структуры, образованные атомами углерода. [1]
Рисунок 1 - Аллотропные модификации углерода (а
- алмаз, б -графит, в- фуллерен)
2. История
открытия фуллеренов
В 1973 году русские учёные Д. А. Бочвар и Е. Н.
Гальперн опубликовали результаты квантово-химических расчётов, из которых
следовало, что должна существовать устойчивая форма углерода, содержащая в
молекуле 60 углеродных атомов и не имеющая никаких заместителей. В той же
статье была предложена форма такой гипотетической молекулы. Выводы этой работы
казались в то время совершенно фантастическими. Никто не мог себе представить,
что такая молекула может существовать, и тем более - как взяться за её
получение. Эта теоретическая работа несколько опередила своё время и была
вначале попросту забыта. В 1980-х годах астрофизические исследования позволили
установить, что в спектрах некоторых звёзд, так называемых «красных гигантах»,
обнаружены полосы, указывающие на существование чисто углеродных молекул
различного размера. В 1985 году Г. Крото. И Р. Смоли начали проводить
исследования уже в «Земных» условиях. Они провели исследования, которые,
указывали на существование крупных агрегатов из углеродных атомов - С60
и С70. В итоге была предложена структура многогранника, собранного
из пяти- и шестиугольников. Это было точное повторение структуры, предложенной
12 лет назад Бочваром. [2]
Название «фуллерен» было дано в честь известного
американского архитектора Бакминстера Фуллера, предложившего строить ажурные
куполообразные конструкции сочетанием пяти- и шестиугольников (рис. 2). На
первый взгляд кажется, что конструкция собрана из треугольников, однако
чередование пяти - и шестилучёвых центров как раз и соответствует строению
фуллерена. [3]
Рисунок 2 - Куполообразные конструкции
Бакминстера Фуллера,
3. Геометрическое
строение фуллеренов
В самом общем виде молекулы фуллеренов
представляют собой многогранник, построенный из многоугольников двух видов:
шестиугольников (гексагонов) и пятиугольников (пентагонов). Вершины всех
многоугольников - атомы углерода. Поверхность многогранника, составленного из
многоугольников, подчиняется формуле Эйлера. Откуда следует, что фуллерен
должен содержать 12 пентагонов и произвольное число гексагонов. Действительно,
все полученные или смоделированные фуллерены имеют 12 "обязательных"
пятиугольников. В зависимости же от количества гексагонов состав сферических
молекул может быть различным. [4]
Простейший фуллерен теоретически имеет формулу С20
и состоит только из 12 пентагонов, образующих правильный многогранник -
додекаэдр (рис 3). Однако ввиду неустойчивости такой молекулы выделить
фуллерен-20 практически не удавалось.
Рисунок 3 - Простейший фуллерен С20 -
додекаэдр
Согласно существующим воззрениям на структуру
фуллеренов, устойчивыми могут быть только те из них, в которых 12
"обязательных" пентагонов разделены гексагонами и не имеют между
собой общих вершин или ребер. Все атомы углерода в молекуле C60-фуллерена
находятся в sp2-гибридном состоянии и связаны с тремя другими
атомами углерода. Негибридизованные p-орбитали углеродных атомов располагаются
перпендикулярно сферической поверхности, образуя π-электронное
облако снаружи и внутри сферы. [5]
Углеродный скелет молекулы C60-фуллерена
представляет собой усечённый икосаэдр. Икосаэдр (от греч. eikosi - двадцать,
hedra - грань) - правильный многогранник, имеющий 20 граней (в виде
равносторонних треугольников), 30 ребер, 12 вершин (в каждой сходится 5 ребер).
Усечённый икосаэдр образован отсечением вершин икосаэдра и состоит из 32
граней, из которых 12 - правильные пятиугольники и 20 - правильные
шестиугольники. Данный многогранник имеет 60 вершин, в каждой из которых
сходится 3 ребра. По форме этот многогранник похож на футбольный мяч.
Рисунок 4 - Молекула фуллерена С60
Высшие фуллерены (например, С78 или С80)
допускают различный порядок "выкладывания" поверхности пентагонами и
гексагонами при сохранении их общего числа и принципа изоляции пентагонов, т.е.
имеют изомеры. Было показано, что высокой стабильностью обладает также и
молекула С70, имеющая форму замкнутого сфероида . [2]
Одним из семейств сложных и необычных углеродных
кластеров являются тороидальные формы углерода. Такого вида молекулы были
экспериментально зафиксированы в 1992 году. Они представляют собой замкнутые
поверхности, состоящие из углеродных многоугольников (пяти-, шести- и
семиугольники). Наличие в их составе пятиугольников обуславливает положительное
искривление поверхности, в то время как семиугольники, наоборот, обеспечивают
отрицательную кривизну. Подобные молекулы имеют довольно сложную форму. Они
могут содержать различное количество атомов (от 80 до нескольких тысяч) (рис
5). [6]
Рисунок 5 -
Сложные формы фуллеренов ( а
- С70, б- С120)
4. Получение фуллеренов
Наиболее эффективный способ получения фуллеренов
основан на термическом разложении графита. Используется как электролитический
нагрев графитового электрода, так и лазерное облучение поверхности графита. На
рисунке 6 показана схема установки для получения фуллеренов, которую
использовал В.Кретчмер. Распыление графита осуществляется при пропускании через
электроды тока с частотой 60 Гц , величина тока от 100 до 200 А, напряжение
10-20 В. Регулируя натяжение пружины, можно добиться, чтобы основная часть
подводимой мощности выделялась в дуге, а не в графитовом стержне. Камера
заполняется гелием, давление 100 Тор. Скорость испарения графита в этой
установке может достигать 10г/В. При этом поверхность медного кожуха, охлаждаемого
водой, покрывается продуктом испарения графита, т.е. графитовой сажей. Если
получаемый порошок соскоблить и выдержать в течение нескольких часов в кипящем
толуоле, то получается темно-бурая жидкость. При выпаривании ее во вращающемся
испарителе получается мелкодисперсный порошок, вес его составляет не более 10%
от веса исходной графитовой сажи, в нем содержится до 10% фуллеренов С60
(90%) и С70 (10%).Описанный дуговой метод получения фуллеренов
получил название «фуллереновая дуга».
Рисунок 6 - Схема установки для получения
фуллеренов. 1 - графитовые электроды; 2 - охлаждаемая медная шина; 3 - медный
кожух, 4 - пружины.
В описанном способе получения фуллеренов гелий
играет роль буферного газа. Атомы гелия наиболее эффективно по сравнению с
другими атомами «тушат» колебательные движения возбужденных углеродных
фрагментов, препятствующих их объединению в стабильные структуры. Кроме того,
атомы гелия уносят энергию, выделяющуюся при объединении углеродных фрагментов.
Опыт показывает, что оптимальное давление гелия находится в диапазоне 100 Тор.
При более высоких давлениях агрегация фрагментов углерода затруднена.
Изменение параметров процесса и конструкции
установки ведет к изменению эффективности процесса и состава продукта. Качество
продукта подтверждается как масс-спектрометрическими измерениями, так и другими
методами (ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс,
ИК-спектроскопия и др.) [7]
5. Свойства фуллеренов
5.1 Физические и химические свойства
Фуллерен С60 - мелкокристаллический порошок
черного цвета, лишенный запаха. Плотность фуллерена С60 - 1,65 г/см3, что
значительно меньше, чем у графита (2,3 г/см3) и алмаза (3,5 г/см3). Это связано
с тем, что молекулы полые.
Практически нерастворимы в полярных
растворителях (вода, этанол, ацетон); хорошо растворимы в бензоле, толуоле,
фенилхлориде. Длины углеродных связей в молекуле составляют 0,143 и 0,139 нм, а
диаметр внутренней полости составляет 0,714 нм, что благоприятствует включению
в полость другого атома или молекулы - "гостя". С60 сохраняет свою
термическую стабильность вплоть до 1700К. Модуль объемного сжатия отдельной
молекулы теоретически составляет 720-900 ГПа. Энтальпия образования С60
составляет ≈ 42.5 кДж/моль (для сравнения: энтальпия образования графита
- 0 кДж/моль и алмаза - 1.67кДж/моль).
Кристаллическая решетка С60
гранецентрированная кубическая, каждая молекула имеет 12 «соседей», молекулы
слабо связаны между собой. Для подобной молекулярной решетки характерны низкие
температуры возгонки (800 °С), причем в пар переходят молекулы C60.
которые прекрасно «живут» в газовой фазе вплоть до температуры 1500 К.
Конденсированные системы, состоящие из молекул
фуллеренов, называются фуллеритами. Наиболее изученная система такого рода -
кристалл С60, менее - система кристаллического С70.
Фуллерит Сб0- твердое вещество горчичного цвета. С70 -
твердое вещество красновато-коричневого цвета.
Образцы С60 чувствительны к
воздействию ультрафиолетового излучения в отсутствии кислорода, и могут
вступать в реакции разложения. Поэтому их следует хранить в темноте и под
вакуумом или в азоте. Чистый фуллерен при комнатной температуре является
изолятором или полупроводником с очень низкой проводимостью. Молекулы
фуллеренов обладают высокой электроотрицательностью и способны присоединять к
себе до шести свободных электронов. [8]
Повышение температуры сопровождается потерей
формы молекулы С60. Фуллерен является ярко выраженным акцептором
электронов и при действии сильных восстановителей (щелочные металлы) может
принимать до шести электронов, образуя анион С606-. Кроме
того, он легко присоединяет нуклеофилы и свободные радикалы. [6]
Химические свойства фуллерена показаны на
рисунке 7. Фуллерен гидрируется до С60Н36 (реакция 1),
галогенируется подобно олефинам (реакции 2, 3). Продукты галогенирования легко
вступают в реакции нуклеофильного замещения (реакция 4). При окислении
кислородом (при УФ-облучении) образуется оксид фуллерена (реакция 5). В связи с
этим растворы фуллерена в органических растворителях рекомендуется хранить и
работать с ними в инертной атмосфере. Фуллерен арилируется в присутствии AlCl3
(реакция 6). Рассмотренное выше присоединение оксида осмия является, по
существу, окислением, которое проходит по раскрывающейся двойной связи (реакция
7). Так же с раскрытием двойных связей фуллерена присоединяются амины (реакция
8), аминокислоты (реакция 9) и цианиды (реакция 10). Фуллерен, содержащий
несколько аминогрупп, водорастворим. При восстановлении щелочными металлами
(например, цезий или рубидий) происходит перенос электрона от атома металла к
фуллерену. Образующиеся соединения обладают низкотемпературной
сверхпроводимостью, критическая температура появления сверхпроводимости 33 К.
[9]
фуллерен химический сорбционный
наноструктура
Рисунок 7 - Химические свойства
фуллерена
5.2 Полимеризация
Еще одно приоритетное направление развития химии
фуллеренов связано с возможностью синтеза полимеров на их основе. При этом
молекулы С60 могут играть двоякую роль - либо в качестве основы полимерной
цепочки, либо в качестве соединительного элемента. В первом случае, для
которого используется образное название "нить жемчуга", соединение
фуллеренов осуществляется с помощью бензольных колец. Второму случаю
соответствует термин "браслет" (рис 8). Однако наибольший интерес с
точки зрения возможных приложений представляет проблема создания полимеров,
полностью составленных из молекул фуллеренов.
Рисунок 8 - «Браслет»
Углеродные нанотрубки (УНТ) можно заполнять
молекулами фуллеренов. Образующиеся при этом структуры − «стручки»
(peapods), обладают интересными физико-химическими свойствами. Молекулы
фуллеренов, находящиеся внутри УНТ, составляют одномерную цепочку, которую
невозможно реализовать ни в каких других условиях.
Интересные особенности были обнаружены в
результате исследования, выполненного группой ученых из нескольких японских
университетов, которые обнаружили эффект полимеризации фуллеренов, находящихся
внутри УНТ в результате воздействия внешнего давления (рис. 9). Молекулы
фуллерена С60 вводили внутрь раскрытых нанотрубок. Наблюдения, выполненные с
помощью просвечивающего электронного микроскопа, показали, что степень
заполнения УНТ молекулами фуллерена С60 превышает 80%. Полученные стручки
вводили в смесь метилового и этилового спирта и подвергали обработке давлением
с помощью алмазной наковальни. Результаты измерений указывают на эффект резкого
уменьшения среднего расстояния между молекулами фуллерена С60 внутри стручка от
1 до 0.85 нм при достижении давления около 2 ГПа. Это соответствует расстоянию
между поверхностями соседних молекул фуллеренов около 0.145 нм, которое
примерно в 2.4 раза меньше соответствующей величины для кристаллического
фуллерита и сопоставимо с расстоянием между соседними атомами углерода в
молекуле фуллерена. Подобная внутренняя структура стручка частично сохраняется
после снятия нагрузки. Это указывает на эффект полимеризации молекул фуллеренов
в стручке, которые образуют одномерный полимер. [6, 9]
Рисунок 9 - Фуллерены внутри нанотрубки
.3 Сорбционные свойства
Фуллериты обладают высокой сорбционной
способностью и как сорбенты по эффективности намного превышают широко используемый
в настоящее время в качестве сорбента активированный уголь. Хорошие сорбционные
свойства дают возможность создавать на основе фуллеритов эффективные фильтры
различного назначения, а также открывают новые перспективы широкого
использования экологически чистого источника - водорода, т.к. на основе
фуллеритов возможно создание высокоемких водородоаккумулирующих матриц.
Согласно теоретическим расчетам после гидрирования всех двойных связей фуллерит
С60Н60 мог бы содержать до 7.7 мас. % легко
высвобождаемого при определенных условиях водорода. Получаемые практически уже
сейчас гидриды фуллеренов С60Н36 содержат до 6 мас. % водорода.
.4 Оптические свойства
Фуллериты обладают фотопроводимостью.
Обнадеживающие результаты достигнуты при использовании фуллеренсодержащих
материалов в органических фотоэлектрических преобразователях. Солнечные батареи
на основе двухслойных структур фталоцианин меди (PcCu)/С60 показали высокую
эффективность преобразования (~3.6%). В указанной структуре фуллерен С60
выполняет две функции - акцептора электронов, а также служит для транспорта
носителей тока. Эффект нелинейной оптической прозрачности пленок и растворов
С60 используется для создания быстродействующих оптических затворов и
ограничителей. Экспериментально показана возможность применения этого материала
для длины волны 532 нм. Малое время отклика даёт шанс использовать фуллерены в
качестве ограничителей лазерного излучения и модуляторов добротности. Однако,
по ряду причин фуллеренам трудно конкурировать здесь с традиционными материалами.
Высокая стоимость, сложности с диспергированием фуллеренов в стеклах,
способность быстро окисляться на воздухе, далеко не рекордные коэффициенты
нелинейной восприимчивости, высокий порог ограничения оптического излучения (не
пригодный для защиты глаз) создают серьезные трудности в борьбе с
конкурирующими материалами. Нелинейные оптические свойства фуллеритов позволяют
использовать их при создании, например, оптических цифровых процессоров,
устройств защиты оптических сенсоров и других преобразователей от интенсивного
излучения и пр. Продемонстрирована возможность использования растворов
фуллеренов в фоторезистах для высокоразрешающей (~20 нм) электронно-лучевой
литографии. [10]
.5 Механические и трибологические свойства
Молекулы фуллеренов обладают высокой
механической прочностью.Теоретические оценки модуля объемного сжатия. В для
отдельной молекулы фуллерена С60 дают величины ~720 − 900 ГПа. У
кристалла алмаза В ~ 450 ГПа, т.е. он в два раза более легко сжимаем, чем
отдельные молекулы фуллерена С60. Однако, вследствие слабости
вандерваальсовских межмолекулярных связей в кристалле фуллерита С60, имеющем
при обычных условиях ГЦК-решетку, модуль В в нем составляет всего лишь ~18 ГПа,
т.е. в 50 раз меньше, чем у отдельной молекулы (рис 10).
Ценным свойством кристаллического фуллерита
является возможность его структурной перестройки при повышенных температурах и
давлениях с уменьшением межмолекулярного расстояния и образованием при этом
прочных ковалентных связей между атомами углерода соседних молекул. При этом
такой модифицированный фуллерит обладает высокой твердостью к скручивающей
деформации, которая даже превышает соответствующее значение для алмаза.
Рисунок 10 - Элементарная ячейка ГЦК-решетки
фуллерена
Еще одним направлением исследований является
возможность получения из фуллеренов искусственных алмазов. При этом требуются
существенно более низкие температуры и давления, чем при получении
искусственных алмазов из поликристаллического графита. Фуллерены, главным
образом С60, открывают большие перспективы создания высокоэффективных смазочных
материалов, как в виде твердых пленочных покрытий, так и в виде различных
растворных композиций. Этому идеально способствуют сферическая форма молекул
С60, а также их высокая прочность на сжатие и слабые межмолекулярные связи в
кристалле. Такие свойства фуллерена С60 дают все основания говорить о нем, как
о молекулярном подшипнике. Уже достигнуто улучшение на порядок и более
трибологических характеристик фуллеренсодержащих смазок по сравнению с лучшими
из ранее разработанных традиционных смазок. При этом такой молекулярный
подшипник является универсальным - он может использоваться и в маслах, и в
консистентных смазках, и в твердых покрытиях при различных нагрузках и скоростях
движения трущихся поверхностей. [3,10]
6. Перспективы
практического использования фуллеренов
В настоящее время в научной литературе
обсуждаются вопросы использования фуллеренов для создания фотоприемников и
оптоэлектронных устройств, катализаторов роста, алмазных и алмазоподобных
пленок, сверхпроводящих материалов, а также в качестве красителей для
копировальных машин. Фуллерены применяются для синтеза металлов и сплавов с
новыми свойствами.
Фуллерены планируют использовать в качестве
основы для производства аккумуляторных батарей. Эти батареи, принцип действия
которых основан на реакции присоединения водорода, во многих отношениях
аналогичны широко распространенным никелевым аккумуляторам, однако, обладают, в
отличие от последних, способностью запасать примерно в пять раз больше удельное
количество водорода. Кроме того, такие батареи характеризуются более высокой
эффективностью, малым весом, а также экологической и санитарной безопасностью
по сравнению с наиболее продвинутыми в отношении этих качеств аккумуляторами на
основе лития. Такие аккумуляторы могут найти широкое применение для питания
персональных компьютеров и слуховых аппаратов.
Растворы фуллеренов в неполярных растворителях
(сероуглерод, толуол, бензол, тетрахлорметан, декан, гексан, пентан) характеризуются
нелинейными оптическими свойствами, что проявляется, в частности, в резком
снижении прозрачности раствора при определенных условиях. Это открывает
возможность использования фуллеренов в качестве основы оптических затворов-
ограничителей интенсивности лазерного излучения.
Возникает перспектива использования фуллеренов в
качестве основы для создания запоминающей среды со сверхвысокой плотностью
информации. Фуллерены могут найти применение в качестве присадок для ракетных
топлив, смазочного материала.
Большое внимание уделяется проблеме
использования фуллеренов в медицине и фармакологии. Обсуждается идея создания
противораковых медицинских препаратов на основе водорастворимых эндоэдральных
соединений фуллеренов с радиоактивными изотопами. (Эндоэдральные соединения -
это молекулы фуллеренов, внутри которых помещен один или более атомов какого-
либо элемента). Найдены условия синтеза противовирусных и противораковых
препаратов на основе фуллеренов. Одна из трудностей при решении этих проблем -
создания водорастворимых нетоксичных соединений фуллеренов, которые могли бы
вводиться в организм человека и доставляться кровью в орган, подлежащий
терапевтическому воздействию.
Применение фуллеренов сдерживается их высокой
стоимостью, которая складывается из трудоемкости получения фуллереновой смеси и
из выделения из нее отдельных компонентов.
Заключение
В заключение хотелось бы сказать, что фуллерены
обнаружены в естественных минералах, имеет большое значение для науки о Земле.
Не исключено, что ряд неидентифицированных полос в спектрах оптического
поглощения и рассеяния межзвездной пыли обусловлен фуллеренами. Еще в 60-х
годах на основании теоретического анализа частот этих полос было высказано
предположение о том, что они обусловлены углеродными частицами. Возможно,
фуллерены помогут нам получить дополнительные сведения о возникновении и
эволюции Вселенной.
Что касается практической деятельности человека,
то здесь полезны способности фуллерена изменять свои свойства при легировании
от диэлектрических до сверхпроводящих и от диамагнетизма до ферромагнетизма.
Относительно простая технология получения фуллеритов с различными свойствами
позволяет надеяться на создание в скором времени квантоворазмерных структур с
чередующимися слоями сверхпроводник - полупроводник (или диэлектрик), металл -
ферромагнетик, сверхпроводник - магнетик и т.д. Возможно, такие структуры
станут основой создания новых электронных приборов. Активные исследования
твердых фуллеренов ведутся только пять лет. Многое еще не исследовано, и сейчас
трудно предсказать все возможные применения этого необычного материала в
практической деятельности.
Список используемой
литературы
1. Порай-Кошиц
М.А. Основы структурного анализа химических соединений. М.: Высш. шк., 1982г.
. Елецкий
А. В., Смирнов Б. М. Фуллерены и структуры углерода. - Успехи физических наук,
1995, № 9.
3. Золотухин
И.В. Фуллерит - новая форма углерода // Соросовский Образовательный Журнал
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%9E%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%96%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%B0%D0%BB>.
1996. № 2. С. 51-56.
. Керл
Р.Ф. Истоки открытия фуллеренов: эксперимент и гипотеза. //Успехи физических
наук. 1998. Т.168. №3. С.331.
. Бочвар
Д. А., Гальперн Е. Г. Электронная структура молекул С20 и С60. // Доклады АН
СССР. 1973. Т.209. №3. С.610.
. Сидоров
Л.Н., Макеев Ю.А. Химия фуллеренов // Соросовский Образовательный Журнал
<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%9E%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%96%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%B0%D0%BB>.
2000, № 5, С. 21-25.
. http://www.xenoid.ru/.
"Любопытные факты из истории химии" М.М.Левицкий, Д.А.Леменовский.
. В.Ф.
Мастеров «Физические свойства фуллеренов», Соровский образовательный журнал №1,
1997 г, С. 92-97.
. http://www.nanometer.ru
«Фуллерены» Борщевский А.Я., Иоффе И.Н., 28 июня 2007г.
. Сидоров
Л.Н., Макеев Ю.А. Химия фуллеренов. // Соросовский образовательный журнал.
2000. Т. 6. № 5. С. 21.
. http://www.nanometer.ru
- Сайт нанотехнологического сообщества России:
. Кобаяси
Н. Введение в нанотехнологию. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2007. 134с.