Στην πραγματικότητα, αυτό που είχε ανακαλυφθεί δεν ήταν απλώς ένα νέο μόριο, αλλά μια άπειρη κατηγορία των νέων μορίων: τα φουλερένια. Κάθε φουλλερενίων - C 60, C 70, C 84, κλπ. - κατέχουν το ουσιώδες χαρακτηριστικό της είναι μια καθαρή κλουβί του άνθρακα, κάθε άτομο συνδέεται με τρεις άλλους, όπως στο γραφίτη. Σε αντίθεση με γραφίτη, κάθε φουλλερενίων έχει ακριβώς 12 πενταγωνικό αντιμετωπίζει με διαφορετικό αριθμό εξαγωνικό πρόσωπα (π.χ., buckyball - C 60 - έχει 20).  | Σχήμα 1. Διάφορες μορφές άνθρακα. |
Μερικά φουλερένια, όπως η C 60, ήταν σφαιροειδή στη μορφή, και άλλοι, όπως η C 70, ήταν επιμήκη σαν μπάλα του ράγκμπι. Ο Δρ Richard Smalley αναγνώρισε το 1990 ότι, κατ 'αρχήν, μια σωληνοειδή φουλλερενίων πρέπει να είναι δυνατή, προσαρμοσμένες σε κάθε άκρο, για παράδειγμα, από τα δύο ημισφαίρια του C 60, που συνδέονται με ευθύγραμμο τμήμα του σωλήνα, με μόνο εξαγωνικό μονάδες στη δομή της . Millie Dresselhaus, κατά την επ 'ακροατηρίου συζήτηση της έννοιας αυτής, που ονομάστηκε αυτά φανταστεί αντικείμενα "buckytubes." Νανοσωλήνες άνθρακα Στην πραγματικότητα, όμως, οι νανοσωλήνες άνθρακα είχε ανακαλυφθεί 30 χρόνια νωρίτερα, αλλά δεν είχε εκτιμηθεί πλήρως εκείνη τη στιγμή. Στα τέλη του 1950, ο Ρότζερ Μπέικον στην Union Carbide, βρήκε μια παράξενη νέα από ανθρακονήματα, ενώ μελέτη του άνθρακα κάτω από συνθήκες κοντά στο τριπλό σημείο του. Έχει παρατηρηθεί κατ 'ευθείαν, κοίλοι σωλήνες άνθρακα που φάνηκε να συνίστανται σε γραφίτη στρώματα άνθρακα που χωρίζονται από την ίδια απόσταση με την επίπεδη στρώματα γραφίτη. Στη δεκαετία του 1970, Morinobu Ενδο η τήρηση αυτών των σωλήνων και πάλι, έχουν παραχθεί με μέθοδο αέριας φάσης. Πράγματι, παρατήρησε ακόμη και κάποια σωληνάρια που συνίσταται σε ένα μόνο στρώμα έλασης-up γραφίτη.  Σχήμα 2. Νανοσωλήνων άνθρακα ή Buckytube Το 1991, μετά την ανακάλυψη και τον έλεγχο των φουλερένια, Sumio Iijima της NEC που παρατηρήθηκαν νανοσωλήνες πολλαπλών τοιχωμάτων σχηματίζεται σε μια μονίμως εκκένωση τόξου άνθρακα, και δύο χρόνια αργότερα, αυτός και ο Donald Bethune στην IBM που παρατηρήθηκε ανεξάρτητα μονού τοιχώματος νανοσωλήνες - buckytubes. Αυτά τα καθαρά πολυμερή άνθρακα θα μπορούσε τώρα να είναι κατανοητή στο πλαίσιο των φουλλερενίων, αλλάζοντας την αντίληψη του να μορίων, με όλα όσα συνεπάγεται ειδική ονομασία. Νανοσωλήνες είχε fullerenized. Πολλαπλών τοιχωμάτων νανοσωλήνες Τώρα, δέκα χρόνια μετά την πρώτη παρατήρηση Iijima, γνωρίζουμε πολλά σχετικά με νανοσωλήνες και σωληναριακή φουλερένια. Γνωρίζουμε ότι οι νανοσωλήνες πολλαπλών τοιχωμάτων πάντα παράγεται με υψηλή συχνότητα των δομικών ελαττωμάτων. (Σε σύγκριση με τις μεγαλύτερες σχέσεις τους, το 50 - 20 micron διαμέτρου ίνες γραφίτη που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική και αθλητικών εφαρμογών αγαθών, πολλαπλών τοιχωμάτων νανοσωλήνες είναι αρκετά υγιή δομικά? Παρ 'όλα αυτά, περιέχουν συχνά τις περιοχές των διαρθρωτικών ατέλεια.) Όπως κάθε επιστήμονας υλικών ξέρει, είναι η εμφάνιση των ελαττωμάτων που καταστρέφουν αναπόφευκτα τις ιδιότητες του υλικού μιας ουσίας, όπως είναι η αντοχή. Οι εγγενείς ιδιότητες ενός υλικού μπορεί να είναι παγκόσμια beater, αλλά συνήθως τις πραγματικές ιδιότητες των χύδην υλικών είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό από ό, τι το υλικό που θα εμφανίζουν, αν ήταν διαρθρωτικά τέλεια. Για παράδειγμα, ένα ελάττωμα στην κατασκευή, όπως ένα microcrack σε ένα σύρμα από χάλυβα, θα οδηγήσει σε καταστροφική αποτυχία στο 1-2% της θεωρητικής αντοχή σε εφελκυσμό κάποιος θα προβλέψει με βάση θεμελιώδεις αρχές χημικά. Buckytubes Σε αντίθεση buckytubes, Τα φουλερένια, και ως εκ τούτου τα μόρια: τέλεια, κούφια μόρια καθαρού άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους σε ένα hexagonally συνδεδεμένο δίκτυο για να σχηματίσουν το κοίλο κύλινδρο όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Ο σωλήνας χωρίς ραφή, είτε με ανοικτή ή ανώτατο όριο άκρα. Η διάμετρος του μονού τοιχώματος νανοσωλήνες άνθρακα είναι 0,7 - 2 nm (συνήθως περίπου 1,0 nm) - 100.000 φορές λεπτότερο από μια ανθρώπινη τρίχα. Buckytube μήκη είναι συνήθως εκατοντάδες φορές διαμέτρων τους.
Date Added: Jun 17, 2004
Last Update: 12. October 2011 16:35
|