Fullerenes: đặc điểm, tính chất và ứng dụng | Khí tượng mạng

Hôm nay chúng ta sẽ thảo luận về một cấu trúc phân tử được sử dụng trong thế giới vật chất và có những ứng dụng tuyệt vời. Đây là về fullerenes. Đây là cấu trúc phân tử carbon ổn định thứ ba được biết đến ngày nay. Nó có thể là hình cầu, hình bầu dục, hình ống hoặc hình xuyến. Nó được phát hiện gần như tình cờ vào năm 1985.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết về tất cả các thuộc tính, khám phá và ứng dụng của fullerene.

Tính năng chính

Fullerene được các nhà khoa học người Mỹ harold kroto, robert curl và richard smalley phát hiện vào năm 1985, gần như tình cờ, nhưng đã giúp họ giành được giải Nobel Hóa học năm 1996 . Bằng sáng chế đã được nộp vào năm 1990 và sau đó được xuất bản. Đây là những cấu trúc mới của các phân tử carbon rất ổn định. Trên thực tế, chúng được cho là dạng phân tử carbon ổn định thứ ba được biết đến, sau kim cương và than chì.

Xem Thêm : Quốc hoa của 10 nước trong khu vực Đông nam Á

Fullerene là kết quả của các thí nghiệm với các phân tử carbon. Bằng sáng chế đã được tạo đề cập đến phương pháp đầu tiên được sử dụng để tạo ra số lượng chất được sử dụng để khám phá chính chất đó. Các nỗ lực đã được thực hiện để cấp bằng sáng chế về cách fullerenes có thể được sản xuất với số lượng lớn và thu được lợi nhuận từ đó.

Trong năm đó, nhiều thí nghiệm đã được thực hiện. Tại Đại học Rice ở Houston, Harold Kroto của Đại học Southampton và Richard Smalley và Robert Curl của Rice, đã thực hiện một thí nghiệm cố gắng mô phỏng tất cả các điều kiện mà chúng xảy ra gần bề mặt của một ngôi sao. Mục đích của thí nghiệm này là để xem các phân tử lớn hình thành như thế nào trong không gian. Để làm được điều này, họ đã bắn một chùm tia laser cường độ cao vào bề mặt carbon với sự có mặt của heli. Ban đầu nó được thử nghiệm với hydro và nitơ, nhưng cuối cùng chỉ sử dụng nitơ.

Sau khi chùm tia laze được trộn trên bề mặt cacbon với sự có mặt của heli, có thể quan sát cách carbon ở dạng khí kết hợp với heli để tạo thành các cụm. Khí phải được làm lạnh đến gần độ không tuyệt đối để phân tích quang phổ các cụm. Hóa ra chúng là c60, có nghĩa làcó 60 cacbon trong một phân tử. Vào thời điểm đó, các nhà khoa học chưa nhìn thấy bất cứ thứ gì giống như vậy. Nó là một cấu trúc hình cầu gợi nhớ đến đường hầm Buckminster Fuller, do đó có tên fullerene.

Ứng dụng của fullerene

Không thể tái tạo fullerene trên máy tính, họ phải dùng đến giấy, kéo và băng dính. Đây là cách hợp chất này được rửa tội thành fullerene. Chúng ta biết rằng các nguyên tử carbon liên kết với nhau và có thể liên kết với nhau để tạo thành chuỗi polyme dài. Những polyme này thường được sử dụng trong các sản phẩm như cốc và chai nhựa.

Một trong những tính chất kỳ lạ nhất của fullerene là một số trong chúng có các electron từ các nguyên tử bị khử cục bộ. Có thể nói, những electron này hành xử như thể chúng không biết rằng chúng là một phần của cấu trúc carbon. Điều này có nghĩa là với hành vi này, việc thêm các nguyên tử khác để tạo ra chất siêu dẫn hoặc chất cách điện sẽ dễ dàng hơn. Sau khi bằng sáng chế được tạo ra, nhiều báo cáo đã được viết về fullerene và những khả năng mà chúng mang lại.

Xem Thêm : Tái cơ cấu nợ (Debt Restructuring) là gì? Đặc điểm và loại hình

Mặc dù các hợp chất này vẫn còn tương đối mới, nhưng các nhà khoa học đã đưa ra những ý tưởng khác nhau dường như thay thế cấu trúc của fullerene để tạo thành các sợi rỗng mịn. Mạnh hơn thép 200 lần. Có vẻ như một trong những công dụng của fullerene là tạo thành những chiếc nhíp nhỏ xíu để thu thập các nhóm hoặc thùng chứa các phân tử mang một lượng nhỏ thuốc hoặc che chắn chúng khỏi bức xạ. Nó cũng có thể được chuyển đổi thành một cái lồng để giữ một số phân tử và để các phân tử khác, nhỏ hơn đi qua. Nếu bạn thêm các loại nguyên tử khác, bạn có thể nhận được các tính chất cụ thể như điện trở.

Tính chất của fullerene

Đây là những cấu trúc rỗng có thể hình thành trong tự nhiên do lửa hoặc sét đánh. Nếu chúng ta phân tích chúng về mặt vật lý, chúng ta thấy chúng ở dạng bột màu vàng. Ký hiệu khoa học của nó là c60, dùng để chỉ số lượng nguyên tử carbon trong cùng một phân tử. Chúng có khả năng biến dạng, nhưng sẽ trở lại hình dạng ban đầu khi áp suất lên chúng bắt đầu giảm xuống.

Cái hay và khả năng được cấp bằng sáng chế của fullerene là chúng rất bền. Tức là để tiêu diệt các hạt này cần có nhiệt độ lớn hơn 1000 độ. . Những nhiệt độ này không dễ dàng đạt được hàng ngày. Với hình dạng khép kín và đối xứng, nó có khả năng chịu nén cao. Nó có khả năng chịu áp suất 3000 atm.

Trong số các đặc tính của fullerene, chúng ta tìm thấy đặc tính bôi trơn của chúng. Độ bôi trơn được cung cấp bởi các lực liên phân tử yếu. Các phân tử của nó có thể ngưng tụ để tạo thành chất rắn có liên kết mạnh hơn và yếu hơn. Những chất rắn như vậy được gọi là fullerene. Nếu chúng ta để fullerene ở nhiệt độ rất thấp, chúng ta thấy rằng chúng có thể thăng hoa mà không bị mất hình cầu. Các phân tử của nó có độ âm điện mạnh và hình thành liên kết với các nguyên tử cho điện tử.

Chúng ta có thể kết luận rằng fullerene là một loại vật liệu mới có khả năng tạo ra các hệ nhị phân có độ tương quan cao và đang được giới khoa học hết sức quan tâm. Đặc biệt mối quan tâm này tập trung vào quan điểm siêu dẫn. Tất cả các nghiên cứu về các vật liệu này tiếp tục cải thiện công nghệ hiện tại. Sản xuất vật liệu hữu ích cho tương lai.

Như bạn có thể thấy, trong khoa học, bạn có thể tìm thấy những tài liệu rất thú vị do nhầm lẫn hoặc do theo đuổi các mục tiêu khác nhau. Tôi hy vọng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về fullerene và các đặc tính của chúng.