Ligesom de centrale byggesten til livet på jorden er carbon atom, carbon er nøglen til en af de mest lovende grene af nanoteknologi. Meget af den aktuelle forskning og kommercialisering af nanoteknologi baseret på rør, ledninger og bolde lavet af carbon atomer. Alle er kendt af en række navne. De kulstofbaserede rør kan kulstof nanorør, buckytubes og meget lange rør er ofte omtalt som nanotråde. Boldene er kendt som fullerines eller buckyballs. Historie Buckytubes og Buckyballs Russiske forskere opdagede kulstof nanorør i 1950'erne, men forskningen blev først offentliggjort i russisk og Den Kolde Krig betød disse oplysninger var ikke bredt tilgængelige. I 1980'erne viden omkring kulstof-nanorør og bolde bliver mere udbredt. Boldene lignede den geodætiske kuppel formen designet af amerikanske, R. Buckminster Fuller, og buckyball eller fulleren blev opkaldt i hans ære. Den simpleste form for buckyball er C 60 buckminsterfullerene. En form øjeblikkeligt genkendelig for det er fodbold lignende funktioner.  Figur 1. C 60 variant af en buckyball Buckyballs I den simpleste buckyball eller buckminsterfullerene er 60 kulstofatomer med hvert kulstofatom bundet kovalent til tre tilstødende kulstofatomer. Den resulterende sfære er omkring 1NM i diameter. Andre fullerener eksisterer med deres navn givet af symbolet for kulstof, C, efterfulgt af antallet af kulstofatomer til stede, fx C60, C70 og C80. Making Buckyballs Selvom buckyballs spontant forekommer i naturen fra oprindelser så simpelt som stearinlys sod, deres opdagelse er en meget ny begivenhed. Japanske forsker Eiji Osawa af Toyohashi University of Technology foreslog eksistensen af buckyballs i 1970. Men det tog indtil august 1985 for Richard Smalley, Harry Kroto og Bob Curl til at udføre et eksperiment på Ris Universitet i USA , der producerede buckyballs. Deres eksperiment fordampes kulstof med en laser og produceret en meget lille mængde af buckyballs. Den mængde, der var nok til at bevise deres eksistens, men ikke nok til at studere dem i detaljer. Til dette arbejde, de blev tildelt i 1996 Nobelprisen i kemi. For at kunne producere større mængder for at studere forskere fra Max Planck Institut og Universitet af Arizona kræfterne sammen for at udvikle en metode, der bruges to carbon elektroder i en helium eller neon atmosfære. Når en bue blev genereret mellem elektroderne buckyballs blev genereret sammen med kulstof sod, der kræves udsendelse med et opløsningsmiddel. Det var stadig ikke nok mængde til kommercielle formål. Flere metoder findes nu til at gøre buckyballs i tonnage beløb, men de har tendens til at være en tæt bevogtet kommerciel hemmelighed. Den første bulkproduktion metode er kendt som forbrænding syntese. Forbrænding syntese brænder et kulbrinte og ilt blandingen ved lavt tryk til at producere 95% ren buckyballs. Buckyball Applikationer En række lovende anvendelser findes for buckyballs. Med buckyballs have hårdhed beslægtet med eller større end den diamant, har forskerne set lovende for buckyball brug i rustning. Denne hårdhed gør det også muligt buckyballs at blive tilføjet til forskellige polymerer til at gøre dem stærkere. Modificeret buckyballs er også ved at blive udviklet som antioxidanter til brug hos mennesker. Når en buckyball støder på en fri radikal, den uparrede elektron i de frie radikaler slutter med en udflyttet elektron i buckyball. Den buckyball er ændret for at gøre det vandopløselige og egnet til medicinsk brug. Ændring af en buckyball ved at tilføje eller erstatte et atom for at ændre egenskaberne for buckyball kaldes funktionalisering. Funktionaliserede buckyballs er ved at blive udviklet til målrettet drug delivery. Den buckyball encases et minut dosis af et bestemt lægemiddel. Ved at styre funktionalisering af buckyball stoffet forbliver indkapslet, indtil buckytube når det sted, hvor stoffet er påkrævet. Den buckyball frigiver så det. |