August 1, 2018
Im frühen 2000s waren die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Fullerenes ein brennendes Thema auf dem Gebiet der Forschung und Entwicklung. Populäre Wissenschaft besprach möglichen Gebrauch der Fullerenes (Graphen) in der Rüstung. [41] im April 2003 waren Fullerenes unter Studie für möglichen medizinischen Gebrauch: verbindliche spezifische Antibiotika zur Struktur, zum von beständigen Bakterien anzuvisieren und von bestimmten Krebszellen wie Melanom sogar anzuvisieren. Die Frage im Oktober 2005 von Chemie u. von Biologie enthielt einen Artikel, der den Gebrauch der Fullerenes als leicht-aktivierte antibiotische Mittel beschreibt. [42]
Auf dem Gebiet der Nanotechnologie, sind Hitzebeständigkeit und Supraleitfähigkeit einige der schwerer studierten Eigenschaften.
Eine allgemeine Methode, die zu Erzeugnis Fullerenes angewendet wird, ist, einen großen Strom zwischen zwei nahe gelegene Graphitelektroden in einer trägen Atmosphäre zu senden. Der resultierende Kohlenstoffplasmabogen zwischen den Elektroden kühlt in rußigen Rückstand ab, von dem viele Fullerenes lokalisiert werden können.
Es gibt viele Berechnungen, die unter Verwendung von Anfang an der Quantenmethoden erfolgt worden sind, die an den Fullerenes angewendet werden. Durch DFT- und TD-DFTmethoden kann man IR, Raman und UVspektren erhalten. Ergebnisse solcher Berechnungen können mit Versuchsergebnissen verglichen werden.
Forscher sind in der Lage gewesen, die Reaktivität von Fullerenes zu erhöhen, indem sie aktive Gruppen zu ihren Oberflächen befestigten. Buckminsterfullerene stellt nicht „superaromaticity“ aus: das heißt, delokalisieren die Elektronen in den sechseckigen Ringen nicht über dem ganzen Molekül.
Ein kugelförmiger Fullerene von n-Kohlenstoffatomen hat n-PUabbindenelektronen, freigeben, um zu delokalisieren. Diese sollten versuchen, über dem ganzen Molekül zu delokalisieren. Die Quantenmechanik solch einer Anordnung sollte wie ein Oberteil nur der weithin bekannte Quantenmechanischen Struktur eines einzelnen Atoms, mit einem Stall gefüllten Oberteil für sein n = 2, 8, 18, 32, 50, 72, 98, 128, etc.; d.h. zweimal ein perfektes squarenumber; aber diese Reihe umfasst nicht 60. Diese 2 (N + 1) Regel 2 (mit n-ganzer Zahl) für sphericalaromaticity ist die dreidimensionale Entsprechung von Hückels Regel. Das cationwould 10+ stellen diese Regel zufrieden, und sollten aromatisch sein. Dieser ist gezeigt worden, um der Fall unter Verwendung des quantumchemical Modellierens zu sein, das das Bestehen von starken diamagnetischen Bereichstrom im Kation zeigte. [43]
Infolgedessen neigt C60 im Wasser, zwei weitere Elektronen aufzuheben und ein Anion zu werden. Das nC60, das unten beschrieben ist, ist möglicherweise das Ergebnis C60, das versucht, eine lose metallische Bindung zu bilden.
Fullerenes sind stabil nicht total unreactive, aber. Das SP2 - hybridisierte Kohlenstoffatome, die an ihrem Energieminimum im planaren Graphit sind, müssen verbogen werden, um den geschlossenen Bereich oder das Rohr zu bilden, die Winkelbelastung produziert. Die charakteristische Reaktion von Fullerenes ist elektrophiler Zusatz bei 6,6 Doppelbindungen, der Winkelbelastung verringert, indem es SP2 - hybridisierte Kohlenstoffe in SP3 - hybridisierte ändert. Die Änderung in hybridisierten Orbitals verursacht die Bondwinkel zur Abnahme von ungefähr 120° in den Orbitals SP2 zu ungefähr 109.5° an den Orbitals SP3. Diese Abnahme an den Bondwinkeln darf die Bindungen kleiner verbiegen, wenn es den Bereich oder das Rohr und folglich schließt, das Molekül wird stabiler.
Andere Atome können innerhalb der Fullerenes eingeschlossen werden, um die Einbeziehungsmittel zu bilden, die als endohedral Fullerenes bekannt sind. Ein ungewöhnliches Beispiel ist die eiförmige Fullerene TB3N@C 84, die die lokalisierte Pentagonregel verletzt. [44] wurde neuem Beweis für eine Meteorauswirkung am Ende des permischen Zeitraums gefunden, indem man Edelgase so konserviert analysierte. [45] Metallofullerene-ansässig impft unter Verwendung des rhonditic Stahlprozesses anfangen Produktion als einer der ersten Handels- lebensfähigen Gebräuche von buckyballs.
Fullereneproduktionsverfahren enthalten die folgenden fünf Subprozesse: (i) Synthese von Fullerenes oder von fullerene-enthalten Ruß; (ii) Extraktion; (iii) Trennung (Reinigung) für jedes Fullerenemolekül, reine Fullerenes wie C60 erbringend; (iv) Synthese von Ableitungen (größtenteils unter Verwendung der Techniken der organischen Synthese); (V) andere Nachbearbeitung wie Streuung in eine Matrix. Die zwei Synthesemethoden, die in der Praxis angewendet werden, sind die Bogenmethode und die Verbrennungsmethode. Das letztere, entdeckt bei Massachusetts Institute of Technology, wird für industrielle Industrieproduktion des großen Umfangs bevorzugt. [57] [58]
Fullerenes sind weitgehend für einige biomedizinische Anwendungen einschließlich den Entwurf von die leistungsstarken MRI-Kontrastmitteln, Röntgenstrahldarstellungskontrastmittel, fotodynamische Therapie und Droge und Genlieferung benutzt worden, zusammengefasst in einigen umfassenden Berichten.
Königliche Technologie und „Schule des Materialkunden u. der Technik von Shanghai-Universität“ coopereted zusammen
und sich entwickelt der PVD-Beschichtungsmaschine für mehr Anwendungen R u. D.
Mit der induktiven Verdampfungsmethode, zum des Dünnfilms in der Hochvakuumumwelt auf Produkten niederzulegen.
