Fullerene - هي ڇا آهي؟ مال ۽ fullerenes جي اپليڪيشن

fullerene جي ڪاربان يا allotrope ردوبدل جي molecular بڻجي - پرمان گوشا س _{ن (ن>} 20) جو هڪ ڊگهو سلسلو، (اتي تمام ناياب پاسو آھن) جن convex ڪاربان جي atoms جو مٿي ڪيو polyhedra بند ۽ هڪ pentagonal يا hexagonal منھن پوڻ آهن آھي. جي unsubstituted fullerenes ۾ ڪاربان atoms 3. جي رابطا تعداد اهڙيء طرح valence بانڊ نظريي مطابق spherical conjugate unsaturated نظام ٺاهي سان ايس پي ² -Hybrid حالت ۾ ٿي لاء توکان موڪلائين تڏھن.

عام طور بيان

هڪ لوڻ lattice، hexagonal خانا جي consisting، جتي چوٽي - ڪاربان atoms: graphite، جنهن هڪ چتي شايد هڪ ٻئي graphene تختيون سان ڳنڍيل وانگر ڏسڻ ۾ - سڀ کان thermodynamically ڪاربان جي عام حالتن فارم هيٺ مستحڪم. انهن مان هر هڪ ٽن پاڙيسري atoms سان لاڳاپيل آهي، ۽ چوٿين valence برقيو هڪ Pi-نظام صورتون. پوء، fullerene - ان وعن هن molecular روپ آهي، يعني ان جي تصوير ايس پي ² -Hybrid رياست پڌرو آهي. جيڪڏهن اسان جي graphene چادر ۾ geometrical خرابين کي پڙهائڻ ناگزير طور هڪ بند جوڙجڪ صورتون. مثال طور، جيئن خرابين، پنج-membered ويڪريون (pentagonal منھن)، انهيء ساڳي آهي عام hexagonal ڪاربان رسائن سان گڏ.

Euler جي غورث چيو ويو آهي ته مٿي سان هڪ بند polyhedron جي پيداوار جي لحاظ کان trohkoordinirovannymi ته جيڪڏھن اسان کي ٻارهن pentagons پڙهائڻ، hexagonal منھن جي تعداد جي قطع. انهيء ڪري، هڪ fullerene جي وقفي سائيز - اعلانيل سي ₂₀ dodecahedron آهي. تنهن هوندي به اهڙي جوڙجڪ curvature، گذارڻ ڪاربان atoms جو هڪ ننڍو انگ اعلي آهي، ۽ تنهن ڪري ² -Hybrid رياست ايس پي کي وٺي ڪاربان planar رابطا prefers، بلڪل سازگار نه آهي. ته ڇو ان جي خالص صورت ۾ smallest fullerene حاصل آهي - سي _60، آهي ڪو truncated باقاعده icosahedron جي جوڙجڪ پوڻ. ان ۾ hexagonal منھن ھڪ ٻئي سڀ pentagonal کان جدا آهن. Fullerene ڪيمسٽري سڏي ٿو هن حقيقت جي اڪيلائيء مخمس راڄ، ۽ ان موضوع کي هڪ حقيقت رسائي fullerene.

فارمولا

Gidrantirovanny سي ₆₀ fullerene (س ₆₀ HyFn) denoted. هي پائيدار hydrophilic supramolecular پيچيده، پهرين شيل hydrant ۽ ويهن چار پاڻي انو ۾ fullerene سي ₆₀ جي هڪ آنو سڃاڻي جنهن. سي ₆₀ (ايڇ ₂ اي) ₂₄ - هن جي fullerene جن فارمولا _آهي. ان کي ويهن hexagons ۽ ٻارهن pentagons سڃاڻي، outwardly هڪ فٽ بال مضمون دھرايل آھن. وڌيڪ، هڪ انگ جي fullerene سي ₇₀ اضافي طور عالم برزخ جوڙجڪ، جنهن ھا سڀ pentagons آهن اڪيلائيء، ٿو نه آهن. س ₇₈ fullerene جوڙجڪ کان وٺي هر ڪاربان ڍانچين جي ڪيترن ئي مستحڪم isomers جو مشاهدو ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. نظرياتي طور ان کي ڪو به نمبر، "اعلي fullerenes" جي ڪاربان atoms سان fullerenes ته ممڪن آهي.

جي تياري جي fullerenes جي Arc وٺندي وڌيڪ اڪثر يا برقيو-شعاع جو طريقو ۽ جي ليزر بخارجڻ جي graphite ۾ هڪ هيليم فضا. Soot، جنهن جي reactor جي مٿاڇري تي condenses، benzene، toluene، xylene يا ٻين حياتياتي solvents refluxing ۾ علاج آهي. حل اٻڪاريء آهي، هڪ ڪارو condensate، ڏهن پندرهن ڪرڻ رپيا سي ₇₀ ۽ سي ₆₀ fullerenes سان گڏو گڏ اعلي fullerenes جو تمام ٿورو مقدار جي consisting سيڪڙو نظر ايندا.

مختلف furellenami جي وچ ۾ نظر، مختلف ٿي سگهن ٿا ته synthesis اصولن تي مدار رکندي، پر وضاحت سان ₆₀ س prevails، ان کي ڪيترائي ڀيرا وڏو آهي. سڀ کان اتم سي _{78 مان،} سي ₇₆ ۽ س _84. عام تصوير ۾ سڀني شين جي fullerene synthesis جي عملن ۾ ڪو زوال نه آهي. اهو سبب آهي، سڀ کان امڪان، ننڍي گوشا شروعات اٻڪاريء جو وڏو جوڙجڪ تي گڏ ڪرڻ جي گهٽ ممڪن سان.

پاڻي fullerenes هجن

سڀ کان عام ۽ extensively اڀياس ج _60، جتي مال جي هڪ آنو اصل ۾ ويهن-چار پاڻي انو ڪيو آهي. هن fullerene آنو هڪ اعلي symmetry، جتي سڀ atoms ويئون آهن ڇڏيو آهي. ان spherical فارم 0،36 جي باري ۾ nm ۽ 0.5 جي باري ۾ nm جي ريڊيس Radius ڪرڻ جي پرمان nuclei جي مرڪز کان فاصلي تي آهي. اهو هڪ molecular ٿانون جنهن ۾ انو منهن-مرڪوز ڪعبي lattice، ٽي-پرت densest spherical packing آهن صورتون. تيز گرمي پد تي، هڪ سيال مرحلي نظر ايندا کان سواء ₆₀ سي sublimes. گهڻو بدتر - سڀ کان چڱيء طرح ان ڪاربان disulfide solvents جو قسم، ۽ پولار جي عطري پدارٿن ۾ گداز آهي. هڪ ڊگھا ھوندا ellipsoidal شڪل ₇₀ س، گڏو گڏ اعلي fullerenes جسماني مال تمام سي ₆₀ ملندڙ _ڪئي.

۽ رسائن جي ميدان ۾ اهي گهڻو وڌيڪ سخي آهي ۽ derivatives جي مختلف طبقن حاصل ڪرڻ لاء هر موقعو ڏيو: Metallofullerenes، heterofullerene. شين جي خاندان richer سڀ ekzoendralnogo (outer-) سلسلي، ڇاڪاڻ ته هر ڪاربان جوهر - موجود رد عمل سائيٽ. اهي fullerenes جو مال آهن. اهي نئين شين، halogen atoms ۽ هائيڊروجن، حياتياتي radicals، ٽڪيٽ به cycles ٺاهڻ نمودار ڪري سگهو ٿا جي ٻيلي آهن. اهڙيء طرح polymer مواد fullerenes Multigrade مرڪب هجن حاصل ڪري. ₆₀ فارنهائيٽ سي جي ڪاربان ڍانچين تباهه کان سواء چاليھن-اٺ substituents ڪرڻ ۾ گڏيندو. اهڙيء طرح، مثال طور، سي ₆₀ ف ₄₈ جي حاصل _ڪري، ۽ ڪيترن ئي اهڙي مرڪب استعمال ڪري رهيا آهن، جنھن جو بنياد fullerenes آهن.

درخواست

لڳ ڀڳ fullerenes مڪمل طور تي مختلف علائقن ۾ دلچسپي آهي. انهن جي اليڪٽرانڪ مال جي نظر ۾ کين ۽ semiconductors جيئن سندن derivatives سمجهي سگهجي ٿو. Fullerenes با آساني UV تاب جذب، اهي اعلي برقيو-دستبردار صلاحيت آهي. اهي سڀ مال کين photovoltaic، photoelectric sensors، مختلف molecular اليڪٽرانڪس جي شمسي اڇلائي ڊوائيسز ۾ لاڳو ڪرڻ لاء ان کي ممڪن بنائڻ. Fullerenes آهن استعمال ۾ دوا طور antiviral ۽ antimicrobial ايجنٽ، جيئن ايجنٽ ۾ photodynamic بيمارين ۽ ن. ص

جديد ٽيڪنالاجي يونٽ جي ڪل تعداد ۾ اضافو ڪرڻ لاء وڌيڪ fullerenes به سندن علاج لاء ڀلو ۽ وڌيڪ موثر پورهيت طريقا آهن حاصل ڪرڻ لاء نسبتا تڪڙو جي اجازت ڏني آهي. ته ڇو جو خرچ، مثال طور، سي ₆₀ substantially گذريل ڏهاڪي ۽ هڪ اڌ کان مٿي (گرام في ڏهه هزار ڏهن کي پندرهن کي ڊالر سان) ۾ گهٽتائي ڪري ڇڏيو آهي. هاڻي اسان کي هڪ صورتحال لاء حقيقي صنعتي اپليڪيشن ۽ fullerenes جي شخص کي وڻندو جتي سان ويٺا آهن. انهن جي استعمال جي وڌندڙ ۽ هر ڏينهن وڌندڙ آهي.

کلڻ جي باري ۾ معلومات لاء

سنڌ جي مشهور دان ۽ انجنيئر Richarda Bakminstera Fullera، جيڪي انهن جي جوڙجڪ جي بنياد تي geodesic جوڙجڪ ايجاد کان پوء نالي Fullerenes. پهريون ڀيرو، مرڪب جي هن طبقي جي اڏاوت، جنهن جي صرف ڇهه-۽ pentagonal منھن شامل تائين محدود آهي. جيڪڏهن ڪاربان atoms سان گڏوگڏ ۾ fullerene آنو جي انشا موجود مختلف ڪيميائي جزا آهن، ۽ اهي ڪاربان ڍانچين، endohedral fullerenes سڏيندا آھن تن جي اندر ۾ واقع آهن. ٻين عنصرن جي atoms جو fullerenes کان ٻاهر بيٺل آهن ته exohedrally حاصل ڪري رهيا آهن. انهن جا نالا، هن molecular فارم تمام وڏيون اڳ نه هو - 1985 ع، جڏهن تحقيق جي هڪ گروپ fullerene جي اڻڄاتل دريافت ڪيو ۾. ننڍي، Kroto، زلف ۽ ٻين chemists graphite جوڙو جنهن ليزر ablation (اشراق تائين) بيڪار طرفان مليل هئا اڀياس. peaks ڏٺا هئا جن جي هڪ maximal Amplitude جي سٺ ۽ ستر ڪاربان atoms جو گوشا موڙن تي پيو.

پوء اسان جي آنو سي ₆₀ ۽ سي _70، گڏو گڏ ان جي hypothesis ته پهرين آنو هڪ truncated icosahedron جي شڪل ۾ تعمير ڪرايو آهي ڏوهه. صرف fullerenes - اهو سڀ عام سي ₆₀ bakminsterfullerenom ۽ آنو جي باقي رکيو آهي.

سائنسدانن-chemists سان گڏوگڏ فن تعمير ۾ داناء ۽ Fuller، جيڪو پوء جي عمارتن تي گنبذ تعمير ياد اچي رهيا آهن - pentagons، hexagons ٽڪر، ته fullerenes جي بلڪل سڀني جي molecular skeletons جي ڍانچي جو بنياد وڌو آهي. بهرحال، هي آهي - هڪ اچرج ڪهاڻي، ۽ نه هڪ دلچسپ تاريخ کان سواء. ٻڌائڻ کان اڳ اهڙي انو جي وجود جي امڪان تي ان کي جپان (1971 ع) ۾ لکيو ويو، ۽ نظرياتي بنياد حاصل ڪري ۽ ان جي خاتمي (1973 ع) ۾ شايع ڪيو ويو. پر ان جي باوجود، ان Kroto، زلف ۽ ننڍي حاصل رسائن ۾ نوبل پرائز.

فطرت ۽ ٽيڪنالاجي

پاڪ fullerene جي تياري مصنوعي synthesis جي لحاظ کان آهي. اهي مرڪب intensively مختلف ملڪن ۾ اڀياس، جن جي ھيٺان سندن ٺهڻ وٺندي حالتون جوڙ، ۽ fullerene جوڙجڪ ۽ سندن مال سمجهيو ويندو آهي جاري. درخواست جي هڪ increasingly وڌندڙ جي ميدان ۾. اهو soot ۾ شامل fullerenes جو هڪ اهم رقم آهي، جنهن جي هڪ قوس ڪرائڻ ۾ graphite electrodes تي قائم آهي ته مليو هو. ان کان اڳ هي حقيقت چئجي ڪڏهن به نه ڏٺو وري.

جڏهن ته fullerenes ليبارٽري حالتون، ڪاربان انو هيٺ روپ ۽ فطرت ۾ لڌا ويا ٿيڻ شروع ٿيا. Karelia ۾، اسين انھن کي shungites نموني، هندستان ۽ آمريڪا ۾ مليو - furulgitah ۾. تري، جنهن کان سٺ-پنج لک سالن کان گهٽ نه آهي تي meteorites ۽ sediments ۾ به ڪيترن ئي ۽ مظاهرا ڪاربان انو. ڌرتيء تي پاڪ fullerenes وڄ ۽ قدرتي گئس جي combustion کان قائم ڪري سگهجي ٿو. جي ڀونوچ سمنڊ تي ورتو ايئر نموني، 2011 ع ۾ اڀياس ڪيو ويو، ۽ ان کي مليو هو ته سڀ نموني ورتو - استنبول کان قلبي ڪرڻ - اتي هڪ fullerene آهي. سنڌ جي مال جي جسماني مال جو مظاهرو ڪندي پاڪستان ٺهڻ سبب. به ان جي وڏي مقدار مليا آهن خلا ۾ - ۽ مان گيسي حالت ۾، ۽ هڪ بيڪار روپ ۾.

synthesis

fullerenes جي تهذيب جي پهرين تجربن graphite جي condensed ٻاڦ، جنهن کي بيڪار graphite نموني جي ليزر اشراق جي اشراق تائين جي ورتي هئي ذريعي ويئي آهي. fullerenes جي رڳو بصر حاصل ڪرڻ لاء منظم. رڳو ۾ 1990 ع جي chemists Huffman، ليلا ۽ Kretschmer ترقي جو هڪ نئون طريقو جي پيداوار جي fullerenes ۾ گرام مقدار. اهو هيليم جي فضا ۾ هڪ برقي Arc جي graphite electrodes کي ساڙڻ ۾ ۽ گهٽ دٻاء هيٺ گولا. آهي ته erosion جي anode ۽ حجري ديوارون بيٺو کي soot هجن fullerenes.

وڌيڪ، soot toluene يا benzene ۾ گداز آهي، ۽ ان جي نتيجي ۾ حل گرام خالص انو سي ₇₀ ۽ سي _{60 بيٺو.} نظر - 1: 3. وڌيڪ، هڪ حل بهار ۽ ٻه سيڪڙو اعلي حڪم fullerenes تي مشتمل. هاڻي ان کي آسان ٿي ويو: evaporating لاء ڪوشان رهندا جي حراست ۾ چونڊي - فضا جي انشا، دٻاء، electrode قطر، موجوده ۽ پوء تي، fullerenes جي وڌ ۾ وڌ بھ حاصل ڪرڻ. چيائون ته anode جي حقيقي مادي جي ٻارهن جي باري ۾ سيڪڙو هئا. ته آهي ڇو ايترو مهانگو fullerenes آهن.

پيداوار

پهرين تجرباتي سائنسدانن کي سڀئي سازشون چٽ ۾ هئا: گذارڻ fullerenes جي اپائتو ۽ سستي طريقا آهن. نڪي hydrocarbons جي ٻرندڙ جوالا يا ڪيميائي synthesis سڏڻ لڳا. بجلي قوس طريقو ته سڀ کان وڌيڪ اپائتو ڪئي وئي آهي، توهان کي في ڪلاڪ fullerenes جي باري ۾ هڪ گرام حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو. صحبت مٽسباشي hydrocarbons جي combustion جي صنعت جو هڪ طريقو ترقي ڪئي آهي، پر اهي پاڪ fullerenes نه آهن - اهي آڪسيجن انو رکي. ۽ پوء پري ان کي هن مال جي ٺهڻ جي جيالا مڙئي رهي، ڇاڪاڻ ته قوس عمل ڏسڻ جي هڪ thermodynamic پوائنٽ کان صفا ڪرشماتي آهي، ۽ ان کي تمام تکو جي نظريي جي غور inhibits آهي. صرف irrefutable ثبوت آهي ته فرد fullerene ڪاربان atoms گڏ، i.e. سي ₂ ذرا. تنهن هوندي به، هن مال جي ٺهڻ جي تصوير چٽي قائم نه ڪيو ويو آهي.

fullerene جي اعلي خرچ جڏهن ڌماڪو نه رڳو گهٽ پيداوار آهي. تهذيب، پاڪ، soot جي مختلف عوام جي fullerenes جي جدائي - اهي سڀ عمل ڪافي پيچيده آهن. خاص طور تي ان فرد molecular fractions، جنهن سيال ڪالمن chromatography ۽ اعلي دٻاء جي منعقد آهن ۾ سنڌ جي آميزش جي جدائي ڏک. solvent residues جي آخري مرحلي ۾ اڳ ۾ ئي بيڪار fullerene مان ڪڍي ڇڏيا آهن. هن نموني اپ لاء ٻه سئو پنجاهه درجا جي گرمي پد تي متحرڪ خال هيٺ رکيو آهي. fullerenes جي کي، جنهن incredibly مشهور بڻجي چڪو آهي - پر فائدو ته fullerene سي ₆₀ جي ترقي جي دور ۾ ۽ macroscopic مقدار ۾ ملي ٿي اڳ ۾ ئي حياتياتي رسائن آزاد شاخ ڀڙڪي ڪري ڇڏيو آهي.

سک

Fullerene derivatives ٽيڪنالاجي جي مختلف شعبن ۾ استعمال ٿيندا آهن. Foils ۽ fullerene crystals - نظريي پوء اشراق تائين هيٺ semiconductor گذارڻ photoconductivity. Crystals ج _60، کنری metals جو جيڪڏھن doped atoms، superconductivity جي هڪ رياست لاء عبوري. fullerene حل ڪيو nonlinear نظريي مال، ۽ تنهن ڪري سگهجي ٿو شده طور تي بنياد جي نظريي shutters آهن ضروري لاء تحفظ کان شديد تاب. به هيرن synthesis لاء هڪ catalyst طور استعمال fullerene. Fullerenes وڏي پيماني تي حياتيات ۽ علم طب ۾ استعمال ٿيندا آهن. اها ڳالهه انهن انو مان ٽي مال employs: membranotropnyh lipophilicity determining، elektronodefitsit آزاد radicals سان صلاحيت لهه وچڙ ڏنا، پر پڻ آڪسيجن آنو الوقت پنهنجي جوش رياست منتقل ڪرڻ ۽ آڪسيجن singlet توبه ڪرڻ جي صلاحيت.

nucleic تيزابي، پروٽين، lipids: اهڙي reactive پدارٿن biomolecules حملو. Reactive آڪسيجن ذات ڪينسر جي علاج لاء photodynamic بيمارين ۾ استعمال ڪندا آهن. واري مريض جو خون photosensitizers متعارف ڪرايو آهي، reactive آڪسيجن ذات generating - اصل fullerenes يا انھيء derivatives. جي گلم ۾ رت جي وهڪري ۾ صحتمند ثي ۾ جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ ھيڻو آهي، ۽ ڇاڪاڻ ته photosensitizers ان ۾ accumulate، ۽ آنو جي اشراق طرف کان پوء reactive آڪسيجن ذات generating جي جوش آهن. apoptosis محسوس سمورين خانا، ۽ گلم تباهه ٿي ويو آهي. ته اصل ۾ - fullerenes antioxidant مال ۽ چانديء جو reactive آڪسيجن ذات آهي.

Fullerene ايچ integrase سرگرمي، هڪ پروٽين ته conformation بدلجندڙ ۽ کيس مکيه فعل wrecking جي depriving جي ان سان interacting سان سمايل ۾ وائرس جي جڙڻ جي لاء ذميوار آهي lowers. fullerene derivatives جي ڪجهه سڌو سمايل سان لهه وچڙ ۽ عمل restiktaz inhibit.

دوا جي باري ۾ وڌيڪ

2007 ع ۾، سنڌ جي پاڻي-وليء fullerenes کين antiallergic ايجنٽ طور پرهيز لاء استعمال ٿيڻ لڳا. علوم انساني رت ۽ خانا ته fullerene derivatives بي نقاب ڪيو ويو تي هلندا هئا - C60 (جال) x ۽ C60 (چڱو) x جي. mice - - رهندڙ organisms تي تجربن ۾ نتيجا مثبت هئا.

اڳ ۾ ئي، هڪ ئي جوهر، هڪ دوا پهچائڻ vector طور استعمال ڪيو، ڇاڪاڻ ته هن جو پاڻي fullerenes هجن (hydrophobicity سي _{60 پگهار)} گھڙندو جي سيل جھلي تمام آسان آهي. مثال طور، erythropoietin - بأقل هارمون جي bloodstream ۾ سڌو سنئون ۾ داخل ٿيو، هڪ اهم مقدار ۾ خوار آھي، ۽ جيڪڏھن ان کي،، fullerenes سان گڏ استعمال ڪيو ويندو آهي ڪنڀر جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ ڪرڻ جي ڪنسنٽريشن وڌائي، ڇاڪاڻ ته ان جي سيل ۾ پيو.