تبلیغات
شیمی وكاربردها - فولرن
 
شیمی وكاربردها
شیمی علم بهترزیستن
دوشنبه 18 آذر 1392 :: نویسنده : هایده ذاکر حمیدی

فولرن (به انگلیسی: Fullerene)‏ یکی از دگرشکل‌های مصنوعی عنصر کربن است.که از گرما دادن به گرافیت ساخته می‌شود. به جهت شباهت شکل آن به توپ فوتبال، به آن باکی بال (BuckyBall) نیز می‌گویند. فولرن خود انواع گوناگون و متعددی دارد و می‌تواند به صورت کره، بیضی‌گون، یا استوانه باشد. «کروتو» و «کرل» را به عنوان کاشفان فولرن می‌شناسند. در سال ۱۹۹۰ ولفگانک (به انگلیسی: Wolfgang Kratschmer)‏ و دانوالد هافمن (به انگلیسی: Donald Huffmann)‏ و همکارانش توصیفی از نخستین روش عملی C۶۰ ارائه دادند. واژهٔ فولرن از نام «باکمینستر فولر» که طراح گنبدهای ژئودزیک بود گرفته‌شده‌است.

فولرن ها از نظر مکانیکی مولکول های بیش از حد قوی هستند و تحمل فشارهای بسیار زیاد را دارند، به طوری که پس از تحمل فشاری حدود 3000 اتمسفر به شکل اولیهء خود (ساختار کروی فولرن) برمی گردند. اخیراً از این خاصیت در تولید نانوکامپوزیت ها استفاده شده است. به این ترتیب که فولرن ها را به عنوان ماده پرکننده وارد مادهء زمینه کرده و به این ترتیب تنش تسلیم کامپوزیت ها را بهبود می بخشند.مولکول های فولرن به وسیله پیوندهای ضعیفی که ناشی از نیروهای واندروالس بین آن هاست به هم می چسبند. این نیروهای نگهدارنده فولرن ها در کنار هم مشابه نیروهای موجود بین لایه های گرافیت است. بنابراین برخی از خواص فولرن ها مشابه خواص گرافیت می باشد. به عنوان مثال اخیراً از فولرن ها به جای گرافیت در کاربردهای روان کاری در مقیاس نانومتری استفاده شده است

فولرن‌ها ، مولکول‌هایی قفس‌مانند هستند که شکل هندسی بیست‌وجهی برش‌خورده دارند. این مولکول‌ها می‌توانند به فرم C60 ،C70 و C78 و ... باشند. نام آنها از نام معمار معروف ، "باکمینستر فولر" گرفته شده است. وی طراح گنبدهای ژئودزیک بود. C60 از گرما دادن گرافیت تشکیل می‌شود.در سال 1990 ، "ولفگانک" (Wolfgang Kratschmer) ، "دنوالدهافمن" (Donald Huffmann) و همکارانشان ، توصیفی از نخستین روش عملی C60 ارائه دادند. ساختمان C60 و بوجود آمدن آن را پنج سال پیش از آن ، "کروتو" از دانشگاه سالسکس ، "اسمالی" و "کرل" از دانشگاه رایس به اثبات رسانده بودند.کروتو ، اسمالی و کرل ، C60 را بعنوان اجزای پایداری از مخلوط خوشه‌های کربنی تشکیل شده از تبخیر لیزری گرافیت یافتند. فولرن از شبکه پنج‌گوشه‌ها و شش‌گوشه‌ها تشکیل شده است. یک فولرن برای آنکه بصورت یک شکل کروی بسته شود، باید دقیقا 12 وجه پنج گوشه داشته باشد، ولی تعداد وجهای شش گوشه می‌تواند بطور گسترده‌ای تغییر کند. ساختمان C60 ، دارای 20 وجه شش‌گوشه و C70 ، دارای 25 وجه شش‌گوشه است. هر کربن فولرن ، دارای هیبرید sp2 است و با سه اتم دیگر ، پیوندهای سیگما تشکیل می‌دهد.الکترون باقیمانده در هر کربن ، درون سیستمی از اوربیتالهای مولکولی درحال گردش است که به کل مولکول ، ماهیت آروماتیکی می‌بخشد. شیمی فولرن‌ها حتی از سنتز آنها جالبتر است. فولرن‌ها دارای الکترون خواهی بالایی بوده و براحتی از فلزات قلیایی الکترون پذیرفته ، یک فاز فلزی جدید (نمک باکید) ایجاد می‌کنند. یکی از این نمکها ، K3C60 ، یک بلور فلزی پایدار است که از ساختار مکعب وجه‌ مرکزدار باکی بالها با یک اتم پتاسیم در مرکز مکعب تشکیل می‌شود. این ترکیب در صورت سرد شدن تا دمای 18 درجه کلوین به یک ابر رسانا تبدیل می‌شود. حتی فولرنهایی سنتز شده‌اند که در داخل قفس اتمهای کربن ، حاوی اتمهای فلز هستند.فولرن C60 ، دارای یک سری خواص جالب بیولوژیکی است. مانند متوقف کردن ویروس ایدز ( HIV ) ، شکستن DNA بطریقه فوتونی ، حفاظت عصبی و ... کم‌حلال بودن فولرن‌ها در سیالات ، کاربرد این مواد را بعنوان مواد مؤثر دارویی محدود می‌کند. ولی اندازه آب‌گریزی ، سه بعدی بودن و خواص الکترونی آن باعث کنار نگذاشتن آن بعنوان دارو می‌شود. بعنوان مثال ، شکل کروی آنها باعث ایجاد توانایی و قرار گرفتن مولکولهای فولرن در محلولهای آب‌گریز آنزیمها یا سلولها می‌شود و این عمل ، باعث ایجاد خواص دارویی جالب می‌گردد.فولرن ها را با توجه به تعداد اتم های موجود در ساختمان شان شناسایی می کنند. برای نامگذاری فولرن ها از یک حرف C استفاده می شود که بیانگر اتم کربن موجود در ساختار آن هاست. بعد از حرف C تعداد اتم های کربن موجود در واحد شبکه ی کروی فولرن ذکر می شود. مثلاً مولکول C60 دارای 60 اتم کربن است. تعداد اتم ها در فولرن های تولید شده تاکنون از 28 عدد تا صدها اتم کربن است.کشف اصلی فولرن در سال 1985 رخ داد. در این سال سه دانشمند به نام های کروتو، اسمالی و کارل بر روی فرایندی برای تولید کلاسترهای کربنی ستاره ای شکل مطالعه می کردند. این روش به وسیله متمرکز کردن لیزر روی یک گرافیت انجام شد. بعد از انجام این آزمایش ها و طی انجام یک سری آزمایش های طیف سنجی روی محصولات تولید شده، مولکول های C60 در مواد تولید شده کشف شدند (شکل 3). این مولکول به علت شباهتی که با ساختار توصیف شده توسط معمار معروف، باک مینسترفولر داشت، به این اسم نامیده شد. دانشمندان مذکور به خاطر این کشف در سال 1996 جایزهء نوبل سال را دریافت نمودند. شکل زیبا و بی سابقهء فولرن ها و خواص شگفت انگیز این مولکول ها توجه بسیاری از دانشمندان را به خود معطوف کرده است. پایدارترین و فراوان ترین فولرن  هستند. بنابراین بیشتر خواص ذکر شده در مورد فولرن ها نیز روی این دو نوع متمرکز شده است



نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 16 شهریور 1396 06:00 ق.ظ
Hi! This is kind of off topic but I need some help from an established blog.
Is it difficult to set up your own blog? I'm not very techincal but I can figure things out
pretty quick. I'm thinking about creating my own but I'm not sure where to begin. Do you have
any ideas or suggestions? Appreciate it
یکشنبه 15 مرداد 1396 01:37 ق.ظ
Hello just wanted to give you a quick heads up. The text in your
post seem to be running off the screen in Opera. I'm not sure if this is a formatting issue or something
to do with web browser compatibility but I thought I'd post to let you know.
The design look great though! Hope you get the
problem solved soon. Kudos
دوشنبه 9 مرداد 1396 07:37 ب.ظ
What's up, this weekend is nice in support of me, because this time i am reading this
impressive informative post here at my home.
دوشنبه 21 فروردین 1396 06:52 ب.ظ
Hey there would you mind letting me know which web host you're working with?
I've loaded your blog in 3 completely different browsers and I must say this blog loads a lot quicker then most.
Can you recommend a good web hosting provider at a reasonable price?
Kudos, I appreciate it!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :