Особливість класів хімічних сполук, молекули яких складаються тільки з вуглецю. Аналіз заповнення межузлій в решітці атомами металу. Способи отримання і виділення твердого кристалічного фулерену. Їх застосування у різних напрямах сучасних нанотехнологій.
Аннотация к работе
Міністерство освіти і науки України Запорізький національний технічний університет На тему: «Фулерени.Фулерени - клас хімічних сполук, молекули яких складаються тільки з вуглецю, число атомів якого парно, від 32 і більше 500, вони представляють за структурою опуклі багатогранники, побудовані з правильних пяти-і шестикутників. Походження терміна "фулерен" повязане з імям американського архітектора Річарда Букмінстера Фуллера, конструювати напівсферичні архітектурні конструкції, що складаються з шестикутників і пятикутників. На противагу першим двом, графіту і алмазу, структура яких представляє собою періодичну решітку атомів, третя форма чистого вуглецю є молекулярної. Кожен шестикутник межує з трьома шестикутниками і трьома пятикутниками, а кожен пятикутник межує тільки з шестикутниками. Як відомо, в 1985 році учені Гарі Крото і Річард Смоллі відкрили громадськості, що в масах-спектрах пари графіту, отриманої його випаром під лазерним пучком, є ряд інтенсивних піків, що відповідають кластерам (інакше - багатоатомними молекулам) вуглецю.Відкриття унікальних вуглецевих структур та їх властивостей триває,так само як пошуки шляхів фулеренів в електроніці, біології, медицині таінших прикладних областях діяльності людини. Такий звязок здійснюється усуспільненням валентних (зовнішніх) електронів атомів. молекула атом кристалічний фулерен Кожен атом вуглецю в молекулі С60 повязаний з трьома іншими атомами, утворюючи при цьому правильні пятикутник (їх 12) і неправильні шестикутники (їх 20). Усіченимікосаедр цей багатогранник має високу симетрію, найбільш досферичної, тому молекулу С60 можна розглядати як сферичну оболонку. Цей звязок обумовлена тим,що в електрично нейтральної молекулі негативний заряд електронів іпозитивний заряд ядра рознесені в просторі, в результаті чогомолекули можуть поляризувати один одного, тобто приводити до зсуву впросторі центрів позитивного і негативного зарядів, що призводитьдо взаємодії.Алмаз, графіт і карбін мають немолекулярну будову. У 1996р. троє вчених - Гарольд Крото(Великобританія), Роберт Керл і Річард Смеллі(США) - отримали Нобелевську премію в галузі хімії за відкриття у 1985р. молекулярної форми карбону - фулерена. Фуренам належать речовини з кратним числом атомів карбону в молекулі: С60, С108, С1020 щодо.[3]Структура молекули складається з атомів, обєднаних у пяти-та шестикутники зі спільними ребрами. Назву вони свою отримали за прізвищем американського архітектора та інженера Річарда Бакмінстера Фулерена, який побудував на виставці в Монреалі у 1967р. павільйон США, використовуючи конструкцію із зібраних пяти-та шестикутників. Молекула С60 нагадує футбольний мяч: вона складається з 12 пятикутників і 20 шестикутників.Фулерени (fulleren) і фулеренова сажа представляють принципово новий ефективний нановуглецевий матеріал. На сьогоднішній день існує виробництво фулеренової сажі (політерафторэтилен) та продуктів на її основі, екстрактів фулеренів, фулерен С60 (з чистотою 99,85%), фулерен С70 (з чистотою 99,5%). Ці продукти мають досить стабільний збут, тому що поліпшують експлуатаційні характеристики транспортних засобів і інших спеціальних механізмів; використовуються в присадках та добавках до масел і мастил, що різко підвищує зносостійкість пар тертя в машинах і механізмах,та підвищують їх протизадирні властивості, що працюють в умовах підвищених навантажень. Виготовляються композити гальмівних колодок швидкіснисних транспортних засобів наземного і авіаційного транспорту з підвищеною тепловіддачею і зносостійкістю; матеріали для зниження зносу в умовах сухого тертя; технологічні складові для мастильно-охолоджуючої рідини, яка збільшує зносостійкість ріжучого інструменту та інше.[4] Ці добавки дійсно містять в собі фулерен С60 та фулеренову сажу (вміст С60 не менше 7%) і це є комерційною таємницеюХоча фулерени мають коротку історію, цей напрям науки швидко розвивається, залучаючи до себе все нових дослідників. Фізика фулеренів займається дослідженням структурних, механічних, магнітних, оптичних властивостей фулеренів та їх сполук.