ფულერენი არის მოლეკულური ნაერთები, რომლებიც მიეკუთვნებიან ნახშირბადის ალოტროპული მოდიფიკაციების კლასს, აქვთ დახურული ჩარჩო სტრუქტურები, რომლებიც შედგება სამი კოორდინირებული ნახშირბადის ატომისგან და აქვთ 12 ხუთკუთხა და (n/2 - 10) ექვსკუთხა სახე (n≥20). თავისებურება ის არის, რომ თითოეული ხუთკუთხედი მხოლოდ ექვსკუთხედებთან არის მიმდებარე.

ყველაზე სტაბილური ფორმაა C 60 (buckminsterfullerene), რომლის სფერული ღრუ სტრუქტურა შედგება 20 ექვსკუთხედისა და 12 ხუთკუთხედისგან.

სურათი 1. C 60-ის სტრუქტურა

C 60 მოლეკულა არის ნახშირბადის ატომები, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია კოვალენტური ბმით. ეს კავშირი განპირობებულია ატომების ვალენტური ელექტრონების სოციალიზაციის გამო. C-C ბმის სიგრძე ხუთკუთხედში არის 1,43 Ǻ, ისევე როგორც ორივე ფიგურის დამაკავშირებელი ექვსკუთხედის გვერდის სიგრძე, თუმცა ექვსკუთხედების დამაკავშირებელი მხარე არის დაახლოებით 1,39 Ǻ.

გარკვეულ პირობებში, C 60 მოლეკულები მიდრეკილია სივრცეში მოწესრიგებული, ისინი განლაგებულია კრისტალური მედის კვანძებში, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ფულერენი ქმნის კრისტალს, რომელსაც ფულერიტი ეწოდება. იმისათვის, რომ C 60 მოლეკულები სისტემატურად იყოს განთავსებული სივრცეში, ისევე როგორც მათი ატომები, ისინი ერთმანეთთან უნდა იყოს დაკავშირებული. კრისტალში მოლეკულებს შორის ეს კავშირი გამოწვეულია სუსტი ვან დერ ვაალის ძალის არსებობით. ეს ფენომენი აიხსნება იმით, რომ ელექტრულად ნეიტრალურ მოლეკულაში ელექტრონების უარყოფითი მუხტი და ბირთვის დადებითი მუხტი იშლება სივრცეში, რის შედეგადაც მოლეკულებს შეუძლიათ ერთმანეთის პოლარიზაცია, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი. იწვევს დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცენტრების სივრცეში გადაადგილებას, რაც იწვევს მათ ურთიერთქმედებას.

ოთახის ტემპერატურაზე მყარ C 60-ს აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი, რომლის სიმკვრივეა 1,68 გ/სმ 3. 0 ° C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე ხდება ტრანსფორმაცია კუბურ გისოსად.

ფულერენ-60-ის წარმოქმნის ენთალპია არის დაახლოებით 42,5 კჯ/მოლი. ეს მაჩვენებელი ასახავს მის დაბალ სტაბილურობას გრაფიტთან (0 კჯ/მოლ) და ბრილიანტთან (1,67 კჯ/მოლ) შედარებით. აღსანიშნავია, რომ სფეროს ზომის მატებასთან ერთად (ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მატებასთან ერთად), წარმოქმნის ენთალპია უსიმპტომოდ მიდრეკილია გრაფიტის ენთალპიისკენ, ეს განპირობებულია იმით, რომ სფერო უფრო და უფრო ემსგავსება თვითმფრინავი.

გარეგნულად ფულერენი შავი ფერის წვრილად კრისტალური ფხვნილებია, უსუნო. ისინი პრაქტიკულად უხსნადია წყალში (H 2 O), ეთანოლში (C 2 H 5 OH), აცეტონში (C 3 H 6 O) და სხვა პოლარულ გამხსნელებში, მაგრამ ბენზოლში (C 6 H 6), ტოლუოლში (C 6 H 5). - CH 3), ფენილ ქლორიდი (C 6 H 5 Cl) იხსნება წითელ-იისფერი ფერის ხსნარებით. უნდა აღინიშნოს, რომ როდესაც სტირონის წვეთი (C 8 H 8) ემატება C 60 გაჯერებულ ხსნარს დიოქსანში (C 4 H 8 O 2), ხსნარის ფერი მყისიერად იცვლება მოყვითალო-ყავისფერიდან წითელამდე. იისფერი, კომპლექსის (სოლვატის) წარმოქმნის გამო.

არომატული გამხსნელების გაჯერებულ ხსნარებში ფულერენი დაბალ ტემპერატურაზე ქმნიან ნალექს - C 60 Xn ფორმის კრისტალურ სოლვატს, სადაც X არის ბენზოლი (C 6 H 6), ტოლუოლი (C 6 H 5 -CH 3), სტირონი (C. 8 H 8), ფეროცენი (Fe(C 5 H 5) 2) და სხვა მოლეკულები.

გამხსნელების უმეტესობაში ფულერენის დაშლის ენთალპია დადებითია, ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ხსნადობა, როგორც წესი, უარესდება.

ფულერენის ფიზიკური და ქიმიური თვისებების შესწავლა აქტუალური მოვლენაა, ვინაიდან ეს ნაერთი ჩვენი ცხოვრების განუყოფელი ნაწილი ხდება. ამჟამად განიხილება ფულერენების გამოყენების იდეები ფოტოდეტექტორებისა და ოპტოელექტრონული მოწყობილობების, ზრდის კატალიზატორების, ალმასის და ალმასის მსგავსი ფილმების, ზეგამტარი მასალების და ასევე, როგორც საღებავების, ასლების შესაქმნელად. ფულერენი გამოიყენება გაუმჯობესებული თვისებების მქონე ლითონებისა და შენადნობების სინთეზში.

დაგეგმილია ფულერენების გამოყენება, როგორც ბატარეების წარმოების საფუძველი. ამ ბატარეების მუშაობის პრინციპი ემყარება ჰიდროგენიზაციის რეაქციას, ისინი მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს ნიკელზე დაფუძნებულ ფართოდ გავრცელებულ ბატარეებს, თუმცა, ამ უკანასკნელისგან განსხვავებით, მათ აქვთ წყალბადის რამდენჯერმე კონკრეტული რაოდენობის შენახვის უნარი. გარდა ამისა, ამ ბატარეებს აქვთ უფრო მაღალი ეფექტურობა, მსუბუქი წონა და გარემოსდაცვითი და ჯანმრთელობის უსაფრთხოება ამ თვისებების თვალსაზრისით ყველაზე მოწინავე ლითიუმის ბატარეებთან შედარებით. ფულერენის ბატარეები შეიძლება ფართოდ იქნას გამოყენებული პერსონალური კომპიუტერებისა და სმენის აპარატების კვებისათვის.

დიდი ყურადღება ეთმობა მედიცინასა და ფარმაკოლოგიაში ფულერენების გამოყენების პრობლემას. განიხილება რადიოაქტიური იზოტოპებით ფულერენების წყალში ხსნადი ენდოედრული ნაერთების საფუძველზე კიბოს საწინააღმდეგო მედიკამენტების შექმნის იდეა.

ამასთან, ფულერენების გამოყენება შემოიფარგლება მათი მაღალი ღირებულებით, რაც განპირობებულია ფულერენის ნარევის სინთეზის შრომატევადობით, ასევე მისგან ცალკეული კომპონენტების მრავალსაფეხურიანი გამოყოფით.

ფულერენი - ნახშირბადის ახალი ალოტროპული ფორმა

1. თეორიული განყოფილება

1.1. ნახშირბადის ცნობილი ალოტროპული ფორმები

ბოლო დრომდე ცნობილი იყო, რომ ნახშირბადი ქმნის სამ ალოტროპულ ფორმას: ბრილიანტი, გრაფიტი და კარაბინი. ალოტროპია, ბერძნულიდან. ალოსი - განსხვავებული, ტროპოსი - ბრუნვა, თვისება, ერთი და იგივე ელემენტის არსებობა თვისებებითა და აგებულებით განსხვავებული სტრუქტურების სახით.ამჟამად ცნობილია ნახშირბადის მეოთხე ალოტროპული ფორმა, ე.წ ფულერენი (პოლიატომიური ნახშირბადის მოლეკულები C n). .

ტერმინი „ფულერენის“ წარმოშობა დაკავშირებულია ამერიკელი არქიტექტორის რიჩარდ ბაკმინსტერ ფულერის სახელთან, რომელმაც დააპროექტა ექვსკუთხედებისა და ხუთკუთხედებისგან შემდგარი ნახევარსფერული არქიტექტურული სტრუქტურები.

1960-იანი წლების შუა ხანებში დევიდ ჯონსმა ააგო დახურული სფეროიდული გალიები გრაფიტის ფენებისგან თავისებურად დაკეცილი. ნაჩვენებია, რომ ხუთკუთხედი შეიძლება იყოს დეფექტი, რომელიც ჩართულია ჩვეულებრივი გრაფიტის ექვსკუთხა გისოსებში და გამოიწვიოს რთული მრუდი ზედაპირის ფორმირება.

1970-იანი წლების დასაწყისში ორგანულმა ფიზიკოსმა ე. ოსავამ გამოთქვა წინადადება ღრუ, უაღრესად სიმეტრიული C 60 მოლეკულის არსებობის შესახებ, რომლის სტრუქტურა ფეხბურთის ბურთის მსგავსია ჩამოჭრილი იკოსაედრონის სახით. ცოტა მოგვიანებით (1973) რუსი მეცნიერები დ.ა. ბოჭვარი და ე.გ. გალპერინმა გააკეთა ასეთი მოლეკულის პირველი თეორიული კვანტურ-ქიმიური გამოთვლები და დაამტკიცა მისი სტაბილურობა.

1985 წელს მეცნიერთა ჯგუფმა: G. Kroto (ინგლისი, სასექსის უნივერსიტეტი), Heath, 0"Brien, R.F. Curl და R. Smalley (აშშ, რაისის უნივერსიტეტი) მოახერხეს ფულერენის მოლეკულის აღმოჩენა მასობრივი სპექტრის შესწავლისას. გრაფიტის ორთქლი მყარი ნიმუშის ლაზერული დასხივების შემდეგ.

მყარი კრისტალური ფულერენის მიღებისა და გამოყოფის პირველი მეთოდი შემოგვთავაზეს 1990 წელს W. Kretschmer-ისა და D. Huffmann-ის და კოლეგების მიერ ჰაიდელბერგის (გერმანია) ბირთვული ფიზიკის ინსტიტუტის მიერ.

1991 წელს იაპონელმა მეცნიერმა იჯიმამ პირველად დააკვირდა სხვადასხვა სტრუქტურებს პოლარული იონის მიკროსკოპის გამოყენებით, რომელიც შედგებოდა, როგორც გრაფიტის შემთხვევაში, ექვსწევრიანი ნახშირბადის რგოლებისგან: ნანომილები, კონუსები, ნანონაწილაკები.

1992 წელს ბუნებრივი ფულერენი აღმოაჩინეს ნახშირბადის ბუნებრივ მინერალში - შუნგიტში (ამ მინერალმა მიიღო სახელი კარელიის სოფელ შუნგას სახელიდან).

1997 წელს რ.ე.

განვიხილოთ ნახშირბადის ალოტროპული ფორმების სტრუქტურა: ალმასი, გრაფიტი და კარაბინი.

ბრილიანტი -ალმასის სტრუქტურაში ნახშირბადის თითოეული ატომი მდებარეობს ტეტრაედრის ცენტრში, რომლის წვეროები ოთხი უახლოესი ატომია. მეზობელი ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული კოვალენტური ბმებით (sp 3 ჰიბრიდიზაცია). ეს სტრუქტურა განსაზღვრავს ალმასის, როგორც დედამიწაზე ცნობილი უმძიმესი ნივთიერების თვისებებს.

გრაფიტიპოულობს ფართო გამოყენებას ადამიანის საქმიანობის მრავალფეროვან სფეროებში, ფანქრის დამზადებიდან, მივყავართ ბირთვულ რეაქტორებში ნეიტრონების ზომიერ ერთეულებამდე. გრაფიტის კრისტალურ სტრუქტურაში ნახშირბადის ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ძლიერი კოვალენტური ბმებით (sp 2 - ჰიბრიდიზაცია) და ქმნიან ექვსკუთხა რგოლებს, რომლებიც, თავის მხრივ, ქმნიან ძლიერ და სტაბილურ ბადეს, როგორც თაფლისებრი. ბადეები განლაგებულია ერთმანეთის ზემოთ ფენებად. რეგულარული ექვსკუთხედების წვეროებზე მდებარე ატომებს შორის მანძილი არის 0,142 ნმ, ფენებს შორის. – 0,335 ნმ. ფენები თავისუფლად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან. ასეთი სტრუქტურა - ნახშირბადის ძლიერი ფენები, სუსტად ერთმანეთთან დაკავშირებული, განსაზღვრავს გრაფიტის სპეციფიკურ თვისებებს: დაბალ სიმტკიცეს და წვრილ ფანტელებად ადვილად დაშლის უნარს.

კარაბინიკონდენსირდება ზედაპირზე თეთრი ნახშირბადის დეპოზიტის სახით, როდესაც პიროგრაფიტი დასხივდება ლაზერის სინათლის სხივით. კარაბინის კრისტალური ფორმა შედგება ნახშირბადის ატომების პარალელურად ორიენტირებული ჯაჭვებისგან ვალენტური ელექტრონების sp-ჰიბრიდიზაციით პოლიინის (-С= С-С= С-...) ან კუმულენის (=С=С=) სწორი მაკრომოლეკულების სახით. С=...) ტიპები .

ცნობილია ნახშირბადის სხვა ფორმებიც, როგორიცაა ამორფული ნახშირბადი, თეთრი ნახშირბადი (ქაოიტი) და ა.შ. მაგრამ ყველა ეს ფორმა არის კომპოზიტები, ანუ გრაფიტისა და ალმასის მცირე ფრაგმენტების ნაზავი.

1.2. ფულერენის მოლეკულის გეომეტრია და ფულერიტის კრისტალური ბადე

სურ.3 Fullerene C 6 მოლეკულა 0

ალმასის, გრაფიტისა და კარაბინისგან განსხვავებით, ფულერენი არსებითად ნახშირბადის ახალი ფორმაა. C 60 მოლეკულა შეიცავს ხუთმაგი სიმეტრიის ფრაგმენტებს (პენტაგონები), რომლებიც ბუნებით აკრძალულია არაორგანული ნაერთებისთვის. ამიტომ, უნდა ვაღიაროთ, რომ ფულერენის მოლეკულა არის ორგანული მოლეკულა და კრისტალი, რომელიც წარმოიქმნება ასეთი მოლეკულებით ( ფულერიტი) – ეს არის მოლეკულური კრისტალი, რომელიც არის კავშირი ორგანულ და არაორგანულ ნივთიერებებს შორის.

ბრტყელი ზედაპირი ადვილად იშლება ჩვეულებრივი ექვსკუთხედებიდან, მაგრამ დახურული ზედაპირი მათგან ვერ ყალიბდება. ამისათვის საჭიროა ექვსკუთხა რგოლების ნაწილის მოჭრა და ამოჭრილი ნაწილებიდან ხუთკუთხედების ჩამოყალიბება. ფულერენში ექვსკუთხედების ბრტყელი ბადე (გრაფიტის ბადე) იკეცება და იკერება დახურულ სფეროდ. ამ შემთხვევაში, ზოგიერთი ექვსკუთხედი გარდაიქმნება ხუთკუთხედებად. იქმნება სტრუქტურა - ჩამოჭრილი იკოსაედონი, რომელსაც აქვს მესამე რიგის სიმეტრიის 10 ღერძი, მეხუთე რიგის სიმეტრიის ექვსი ღერძი. ამ ფიგურის თითოეულ წვეროს სამი უახლოესი მეზობელი ჰყავს.თითოეული ექვსკუთხედი ესაზღვრება სამ ექვსკუთხედს და სამ ხუთკუთხედს და ყოველი ხუთკუთხედი ესაზღვრება მხოლოდ ექვსკუთხედებს C 60 მოლეკულაში ნახშირბადის თითოეული ატომი მდებარეობს ორი ექვსკუთხედის და ერთი ხუთკუთხედის წვეროებზე და ძირეულად არ განსხვავდება ნახშირბადის სხვა ატომებისგან. ნახშირბადის ატომები, რომლებიც ქმნიან სფეროს, ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ძლიერი კოვალენტური კავშირით. სფერული გარსის სისქეა 0,1 ნმ, C 60 მოლეკულის რადიუსი არის 0,357 ნმ. C-C ბმის სიგრძე ხუთკუთხედში არის 0,143 ნმ, ექვსკუთხედში - 0,139 ნმ.

უმაღლესი ფულერენების C 70 C 74 , C 76 , C 84 , C 164 , C 192 , C 216 მოლეკულებს ასევე აქვთ დახურული ზედაპირის ფორმა.

ფულერენები ნ< 60 оказались неустойчивыми, оказались неустойчивыми, хотя из чисто топологических соображений наименьшим возможным фуллереном является правильный додекаэдр С 20 .

კრისტალურ ფულერენს, რომელსაც ეწოდებოდა ფულერიტი, აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი (fcc), სივრცის ჯგუფი (Fm3m) კუბური გისოსის პარამეტრი 0 = 1,42 ნმ, უახლოეს მეზობლებს შორის მანძილი 1 ნმ. ფულერიტის fcc გისოსში უახლოესი მეზობლების რაოდენობაა –12.

ფულერიტის კრისტალში არის სუსტი ვან დერ ვაალსის ბმა C 60 მოლეკულებს შორის. ბირთვული მაგნიტური რეზონანსის მეთოდის გამოყენებით დადასტურდა, რომ ოთახის ტემპერატურაზე C 60 მოლეკულები ბრუნავს წონასწორობის პოზიციის გარშემო 10 12 1/წმ სიხშირით. როდესაც ტემპერატურა ეცემა, როტაცია შენელდება. 249K-ზე პირველი რიგის ფაზური გადასვლა შეინიშნება ფულერიტში, რომელშიც fcc გისოსი (sp.gr. Fm3m) გარდაიქმნება მარტივ კუბურში (sp.gr. Pa3). ამ შემთხვევაში ფულდერიტის მოცულობა იზრდება 1%-ით. ფულერიტის კრისტალს აქვს 1.7 გ/სმ 3 სიმკვრივე, რაც გაცილებით ნაკლებია გრაფიტის (2.3 გ/სმ 3) და ალმასის (3.5 გ/სმ 3) სიმკვრივეზე.

C 60 მოლეკულა რჩება სტაბილური ინერტული არგონის ატმოსფეროში 1700 K-მდე ტემპერატურამდე. ჟანგბადის თანდასწრებით 500 K-ზე, მნიშვნელოვანი დაჟანგვა შეინიშნება CO და CO 2-ის წარმოქმნით. ოთახის ტემპერატურაზე დაჟანგვა ხდება 0,55 ევ ენერგიის მქონე ფოტონებით დასხივებისას. რაც გაცილებით დაბალია ხილული სინათლის ფოტონების ენერგიაზე (1,54 ევ). ამიტომ სუფთა ფულერიტი სიბნელეში უნდა ინახებოდეს. პროცესი, რომელიც გრძელდება რამდენიმე საათის განმავლობაში, იწვევს ფულერიტის fcc გისოსის განადგურებას და მოუწესრიგებელი სტრუქტურის წარმოქმნას, რომელშიც არის 12 ჟანგბადის ატომი თითო საწყის C6 მოლეკულაზე. ამ შემთხვევაში ფულერენი მთლიანად კარგავს ფორმას.

1.3. ფულერენების მიღება

ფულერენების მიღების ყველაზე ეფექტური გზა ემყარება გრაფიტის თერმულ დაშლას. გამოიყენება გრაფიტის ელექტროდის როგორც ელექტროლიტური გათბობა, ასევე გრაფიტის ზედაპირის ლაზერული დასხივება. 4 გვიჩვენებს ფულერენების წარმოების მცენარის დიაგრამას, რომელიც გამოიყენა W. Kretchmer-მა. გრაფიტის დაფრქვევა ხორციელდება ელექტროდებში 60 ჰც სიხშირის დენის გავლის გზით, დენის მნიშვნელობა არის 100-დან 200 ა-მდე, ძაბვა 10-20 ვ. ზამბარის დაძაბულობის რეგულირებით შესაძლებელია უზრუნველყოს, რომ შეყვანის სიმძლავრის ძირითადი ნაწილი გამოიყოფა რკალში და არა გრაფიტის ღეროში. კამერა ივსება ჰელიუმით, წნევა 100 Torr. ამ ინსტალაციაში გრაფიტის აორთქლების სიჩქარე შეიძლება მიაღწიოს 10 გ/ვტ-ს. ამ შემთხვევაში, წყლით გაცივებული სპილენძის გარსაცმის ზედაპირი დაფარულია გრაფიტის აორთქლების პროდუქტით, ე.ი. გრაფიტის ჭვარტლი. თუ მიღებული ფხვნილი გამოფხეკით და რამდენიმე საათის განმავლობაში მდუღარე ტოლუენში ინახება, მიიღება მუქი ყავისფერი სითხე. მბრუნავ აორთქლებაში მისი აორთქლებისას მიიღება წვრილი ფხვნილი, მისი წონა არ აღემატება ორიგინალური გრაფიტის ჭვარტლის წონის 10%-ს. შეიცავს 10%-მდე ფულერენებს C 60 (90%) და C 70 ( 10%) დასახელდა ფულერენების მიღების აღწერილი რკალის მეთოდი "ფულერენის რკალი".

ფულერენების მიღების აღწერილ მეთოდში ჰელიუმი ასრულებს ბუფერული აირის როლს. სხვა ატომებთან შედარებით, ჰელიუმის ატომები ყველაზე ეფექტურად „აქრობენ“ აღგზნებული ნახშირბადის ფრაგმენტების რხევას, რაც ხელს უშლის მათ სტაბილურ სტრუქტურებში გაერთიანებას. გარდა ამისა, ჰელიუმის ატომები ატარებენ ენერგიას, რომელიც გამოიყოფა ნახშირბადის ფრაგმენტების გაერთიანებისას. გამოცდილება აჩვენებს, რომ ჰელიუმის ოპტიმალური წნევა 100 Torr-ის ფარგლებშია. უფრო მაღალი წნევის დროს, ნახშირბადის ფრაგმენტების აგრეგაცია რთულია.

ნახ.4. ფულერენების მიღების ინსტალაციის სქემა.

1 - გრაფიტის ელექტროდები;

2 - გაცივებული სპილენძის ავტობუსი; 3 - სპილენძის გარსაცმები,

4 - ზამბარები.

პროცესის პარამეტრებში და ქარხნის დიზაინში ცვლილებები იწვევს პროცესის ეფექტურობისა და პროდუქტის შემადგენლობის ცვლილებას. პროდუქტის ხარისხი დასტურდება როგორც მასის სპექტრომეტრიული გაზომვებით, ასევე სხვა მეთოდებით (ბირთვული მაგნიტური რეზონანსი, ელექტრონის პარამაგნიტური რეზონანსი, IR სპექტროსკოპია და ა.შ.)

ფულერენების მოპოვების ამჟამად არსებული მეთოდებისა და დანადგარების მოწყობილობების მიმოხილვა, რომლებშიც მიიღება სხვადასხვა ფულერენი, მოცემულია გ.ნ. ჩურილოვის ნაშრომში.

გაწმენდისა და გამოვლენის მეთოდები

გრაფიტის თერმული დაშლის პროდუქტებიდან ფულერენების მოპოვების ყველაზე მოსახერხებელი და გავრცელებული მეთოდი (ტერმინები: ფულერენის შემცველი კონდენსატი, ფულერენის შემცველი ჭვარტლი), აგრეთვე ფულერენების შემდგომი გამოყოფა და გაწმენდა, ემყარება გამხსნელების და გამოყენებას. სორბენტები.

ეს მეთოდი მოიცავს რამდენიმე ეტაპს. პირველ ეტაპზე ფულერენის შემცველი ჭვარტლი მუშავდება არაპოლარული გამხსნელით, რომელიც არის ბენზოლი, ტოლუოლი და სხვა ნივთიერებები. ამ შემთხვევაში ფულერენებს, რომლებსაც აქვთ მნიშვნელოვანი ხსნადობა ამ გამხსნელებში, გამოყოფენ უხსნად ფრაქციას, რომლის შემცველობა ფულერენის შემცველ ფაზაში ჩვეულებრივ შეადგენს 70-80%-ს. ფულერენების ხსნადობის ტიპიური მნიშვნელობა მათი სინთეზისთვის გამოყენებულ ხსნარებში არის მოლი პროცენტის რამდენიმე მეათედი. ამ გზით მიღებული ფულერენის ხსნარის აორთქლება იწვევს შავი პოლიკრისტალური ფხვნილის წარმოქმნას, რომელიც წარმოადგენს სხვადასხვა ხარისხის ფულერენების ნარევს. ასეთი პროდუქტის ტიპიური მასის სპექტრი აჩვენებს, რომ ფულერენის ექსტრაქტი არის 80 - 90% C 60 და 10 -15% C 70. გარდა ამისა, არის მცირე რაოდენობით (პროცენტის ფრაქციების დონეზე) უმაღლესი ფულერენები, რომელთა ექსტრაქტიდან გამოყოფა საკმაოდ რთული ტექნიკური პრობლემაა. ერთ-ერთ გამხსნელში გახსნილი ფულერენის ექსტრაქტი გადადის სორბენტში, რომელიც შეიძლება იყოს ალუმინი, გააქტიურებული ნახშირბადი ან ოქსიდები (Al 2 O 3 , SiO 2 ) მაღალი სორბციის მახასიათებლებით. ფულერენებს აგროვებს ეს ლითონი და შემდეგ გამოიყოფა მისგან სუფთა გამხსნელით. ექსტრაქციის ეფექტურობა განისაზღვრება სორბენტი-ფულერენი-გამხსნელის კომბინაციით და ჩვეულებრივ, გარკვეული სორბენტისა და გამხსნელის გამოყენებისას, მკვეთრად არის დამოკიდებული ფულერენის ტიპზე. ამრიგად, სორბენტში გავლილი გამხსნელი მასში ადსორბირებული ფულერენით, თავის მხრივ, სორბენტიდან გამოაქვს სხვადასხვა ტიპის ფულერენებს, რომლებიც ამგვარად შეიძლება ადვილად გამოეყოთ ერთმანეთისგან. აღწერილი ტექნოლოგიის შემდგომმა განვითარებამ ფულერენების გამოყოფისა და გაწმენდის მისაღებად, რომელიც დაფუძნებულია ფულერენის შემცველი ჭვარტლის ელექტრული რკალის სინთეზზე და მის შემდგომ განცალკევებაზე სორბენტებისა და გამხსნელების გამოყენებით, განაპირობა ინსტალაციების შექმნა, რომლებიც საშუალებას აძლევს C 60-ის სინთეზს. ერთი გრამი საათში.

1.4 ფულერენების თვისებები

კრისტალური ფულერენი და ფილმები არის ნახევარგამტარები ზოლის უფსკრულით 1.2-1.9 ევ და აქვთ ფოტოგამტარობა. ხილული შუქით დასხივებისას ფულერიტის კრისტალის ელექტრული წინააღმდეგობა მცირდება. ფოტოგამტარობას ფლობს არა მხოლოდ სუფთა ფულერიტი, არამედ მისი სხვადასხვა ნარევები სხვა ნივთიერებებთან. აღმოჩნდა, რომ კალიუმის ატომების დამატება C 60 ფილებში იწვევს ზეგამტარობის გამოჩენას 19 კ ტემპერატურაზე.

ფულერენის მოლეკულები, რომლებშიც ნახშირბადის ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია როგორც ერთჯერადი, ასევე ორმაგი ბმებით, არის არომატული სტრუქტურების სამგანზომილებიანი ანალოგები. მაღალი ელექტრონეგატიურობის მქონე, ისინი მოქმედებენ ქიმიურ რეაქციებში, როგორც ძლიერი ჟანგვის აგენტები. სხვადასხვა ქიმიური ბუნების რადიკალების მიმაგრებით, ფულერენებს შეუძლიათ შექმნან ქიმიური ნაერთების ფართო კლასი სხვადასხვა ფიზიკოქიმიური თვისებებით. მაგალითად, ახლახან მიიღეს პოლიფულერენის ფილმები, რომლებშიც C 60 მოლეკულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია არა ვან დერ ვაალსით, როგორც ფულერიტის კრისტალში, არამედ ქიმიური ურთიერთქმედებით. ეს პლასტიკური ფილმები არის ახალი ტიპის პოლიმერული მასალა. საინტერესო შედეგები მიღწეულია ფულერენებზე დაფუძნებული პოლიმერების სინთეზის მიმართულებით. ამ შემთხვევაში, ფულერენი C 60 ემსახურება პოლიმერული ჯაჭვის საფუძველს, ხოლო მოლეკულებს შორის კავშირი ხორციელდება ბენზოლის რგოლების გამოყენებით. ამ სტრუქტურამ მიიღო ფიგურალური სახელწოდება „მარგალიტის სიმები“.

პლატინის ჯგუფის ლითონების შემცველი რადიკალების დამატება C 60-ში შესაძლებელს ხდის ფულერენზე დაფუძნებული ფერომაგნიტური მასალების მიღებას. ახლა ცნობილია, რომ პერიოდული ცხრილის ელემენტების მესამედზე მეტი შეიძლება მოთავსდეს მოლეკულაში. 60 წლიდან. არსებობს ცნობები ლანთანის, ნიკელის, ნატრიუმის, კალიუმის, რუბიდიუმის, ცეზიუმის, იშვიათი დედამიწის ელემენტების ატომების შეყვანის შესახებ, როგორიცაა ტერბიუმი, გადოლინიუმი და დისპროსიუმი.

ფულერენებზე დაფუძნებული ნაერთების ფიზიკურ-ქიმიური და სტრუქტურული თვისებების მრავალფეროვნება შესაძლებელს ხდის ვისაუბროთ ფულერენის ქიმიაზე, როგორც ახალ პერსპექტიულ მიმართულებაზე ორგანულ ქიმიაში.

1.5. ფულერენების გამოყენება

ამჟამად სამეცნიერო ლიტერატურა განიხილავს ფულერენების გამოყენებას ფოტოდეტექტორებისა და ოპტოელექტრონული მოწყობილობების, ზრდის კატალიზატორების, ალმასის და ალმასის მსგავსი ფილმების, ზეგამტარი მასალების, აგრეთვე, როგორც საღებავების შესაქმნელად. ფულერენი გამოიყენება ახალი თვისებების მქონე ლითონებისა და შენადნობების სინთეზისთვის.

დაგეგმილია ფულერენების გამოყენება ბატარეების წარმოების საფუძვლად. ეს ბატარეები, რომელთა პრინციპი დაფუძნებულია წყალბადის დამატების რეაქციაზე, მრავალი თვალსაზრისით ჰგავს ფართოდ გამოყენებულ ნიკელის ბატარეებს, თუმცა, ამ უკანასკნელისგან განსხვავებით, მათ აქვთ უნარი შეინახონ დაახლოებით ხუთჯერ მეტი წყალბადის კონკრეტული რაოდენობა. გარდა ამისა, ასეთი ბატარეები ხასიათდება უფრო მაღალი ეფექტურობით, მსუბუქი წონით და გარემოსდაცვითი და ჯანმრთელობის უსაფრთხოებით, ვიდრე ყველაზე მოწინავე ლითიუმზე დაფუძნებული ბატარეები ამ თვისებების თვალსაზრისით. ასეთი ბატარეები შეიძლება ფართოდ იქნას გამოყენებული პერსონალური კომპიუტერებისა და სმენის აპარატების კვებისათვის.

ფულერენების ხსნარებს არაპოლარულ გამხსნელებში (ნახშირბადის დისულფიდი, ტოლუოლი, ბენზოლი, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი, დეკანი, ჰექსანი, პენტანი) ხასიათდება არაწრფივი ოპტიკური თვისებებით, რაც გამოიხატება, კერძოდ, ხსნარის გამჭვირვალობის მკვეთრი დაქვეითებით გარკვეულ პირობებში. . ეს ხსნის ფულერენების გამოყენების შესაძლებლობას, როგორც ოპტიკური ჩამკეტების საფუძველი, რომელიც ზღუდავს ლაზერული გამოსხივების ინტენსივობას.

არსებობს ფულერენების გამოყენების პერსპექტივა, როგორც საფუძველი მეხსიერების საშუალების შესაქმნელად ულტრამაღალი ინფორმაციის სიმკვრივით. ფულერენი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დანამატები სარაკეტო საწვავისთვის და საპოხი მასალებისთვის.

დიდი ყურადღება ეთმობა მედიცინასა და ფარმაკოლოგიაში ფულერენების გამოყენების პრობლემას. განხილულია რადიოაქტიური იზოტოპებით ფულერენების წყალში ხსნად ენდოჰედრალურ ნაერთებზე დაფუძნებული კიბოს საწინააღმდეგო მედიკამენტების შექმნის იდეა. ( ენდოედრული ნაერთები არის ფულერენის მოლეკულები, რომლებიც შეიცავს ელემენტის ერთ ან მეტ ატომს). ნაპოვნია ფულერენებზე დაფუძნებული ანტივირუსული და კიბოს საწინააღმდეგო საშუალებების სინთეზის პირობები.ამ პრობლემების გადაჭრის ერთ-ერთი სირთულე არის წყალში ხსნადი არატოქსიკური ფულერენის ნაერთების შექმნა, რომლებიც შეიძლება შევიდეს ადამიანის სხეულში და სისხლით მიეწოდოს თერაპიულ მოქმედებას დაქვემდებარებულ ორგანოს.

ფულერენების გამოყენება შეზღუდულია მათი მაღალი ღირებულებით, რაც შედგება ფულერენის ნარევის მოპოვების შრომისმოყვარეობისა და მისგან ცალკეული კომპონენტების იზოლაციისგან.

1.6 ნახშირბადის ნანომილები

ნანომილების სტრუქტურა

სფეროიდულ ნახშირბადის სტრუქტურებთან ერთად შეიძლება წარმოიქმნას გაფართოებული ცილინდრული სტრუქტურები, ე.წ.

იდეალური ნანომილაკი არის გრაფიტის სიბრტყე, რომელიც შემოვიდა ცილინდრში, ე.ი. რეგულარული ექვსკუთხედებით გაფორმებული ზედაპირი, რომლის წვეროებზე განლაგებულია ნახშირბადის ატომები ..).

პარამეტრს, რომელიც მიუთითებს ექვსკუთხედის კოორდინატებზე, რომელიც სიბრტყის დაკეცვის შედეგად უნდა ემთხვეოდეს კოორდინატების სათავეში მდებარე ექვსკუთხედს, ეწოდება ნანომილის ქირალურობა და აღინიშნება სიმბოლოების სიმრავლით (m, ო). ნანომილის ქირალურობა განსაზღვრავს მის ელექტრულ მახასიათებლებს.

ელექტრონული მიკროსკოპის დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ ნანომილაკების უმეტესობა შედგება რამდენიმე გრაფიტის ფენისგან, რომლებიც ან ბუდობენ ერთმანეთის შიგნით, ან დახვეული საერთო ღერძის გარშემო.

ერთკედლიანი ნანომილები

Ზე ბრინჯი. ოთხიწარმოდგენილია ერთკედლიანი ნანომილის იდეალიზებული მოდელი. ასეთი მილი მთავრდება ნახევარსფერული წვეროებით, რომლებიც შეიცავს ერთად

რეგულარული ექვსკუთხედებით, ასევე ექვსი რეგულარული ხუთკუთხედით. მილების ბოლოებზე ხუთკუთხედების არსებობა შესაძლებელს ხდის მათ განხილვას, როგორც ფულერენის მოლეკულების შემზღუდველ შემთხვევას, რომლის გრძივი ღერძის სიგრძე მნიშვნელოვნად აღემატება მათ დიამეტრს.

ექსპერიმენტულად დაკვირვებული ერთკედლიანი ნანომილების სტრუქტურა მრავალი თვალსაზრისით განსხვავდება ზემოთ წარმოდგენილი იდეალიზებული სურათისგან. უპირველეს ყოვლისა, ეს ეხება ნანომილის ზედა ნაწილებს, რომელთა ფორმა, როგორც დაკვირვებებიდან ჩანს, შორს არის იდეალური ნახევარსფეროსგან.

მრავალშრიანი ნანომილები

მრავალშრიანი ნანომილები განსხვავდებიან ერთი ფენის ნანომილებისაგან ბევრად უფრო ფართო ფორმისა და კონფიგურაციით, როგორც გრძივი, ისე განივი მიმართულებით. ნაჩვენებია მრავალშრიანი ნანომილების განივი სტრუქტურის შესაძლო სახეობები ბრინჯი. 5. „რუსული თოჯინების“ მსგავსი სტრუქტურა (რუსული თოჯინები) არის კოაქსიალურად ბუდებული ერთფენიანი ნანომილაკების ნაკრები. (ბრინჯი 5 ა). ამ სტრუქტურის კიდევ ერთი ვარიაცია, ნაჩვენებია ბრინჯი. 5 b, არის ბუდობრივი კოაქსიალური პრიზმების ერთობლიობა. და ბოლოს, ზემოაღნიშნული სტრუქტურებიდან ბოლო ( ბრინჯი. 5 გ),გრაგნილს ჰგავს. ყველა ზემოაღნიშნული სტრუქტურისთვის, მიმდებარე გრაფიტის ფენებს შორის მანძილი უახლოვდება 0,34 ნმ, ე.ი. მანძილი კრისტალური გრაფიტის მიმდებარე სიბრტყეებს შორის. ამა თუ იმ სტრუქტურის რეალიზაცია კონკრეტულ ექსპერიმენტულ სიტუაციაში დამოკიდებულია ნანომილების სინთეზის პირობებზე.

გასათვალისწინებელია, რომ ნანომილების იდეალიზებული განივი სტრუქტურა, რომელშიც მიმდებარე ფენებს შორის მანძილი 0.34 ნმ-ს უახლოვდება და არ არის დამოკიდებული ღერძულ კოორდინატზე, პრაქტიკაში დამახინჯებულია მეზობელი ნანომილების შემაშფოთებელი ეფექტის გამო.

დეფექტების არსებობა ასევე იწვევს ნანომილის სწორხაზოვანი ფორმის დამახინჯებას და აძლევს მას აკორდეონის ფორმას.

სხვა ტიპის დეფექტები, რომლებიც ხშირად აღინიშნება მრავალშრიანი ნანომილების გრაფიტის ზედაპირზე, დაკავშირებულია ზედაპირზე შეყვანასთან, რომელიც ძირითადად შედგება რეგულარული ექვსკუთხედებისგან, გარკვეული რაოდენობის ხუთკუთხედების ან შვიდკუთხედებისგან. ეს იწვევს ცილინდრული ფორმის დარღვევას, ხუთკუთხედის შეყვანა იწვევს ამოზნექილ მოსახვევს, ხოლო შვიდკუთხედის შეყვანა ხელს უწყობს ჩაზნექილი მოსახვევის გამოჩენას. ამრიგად, ასეთი დეფექტები იწვევს მოხრილი და ხვეული ნანომილების გაჩენას.

ნანონაწილაკების სტრუქტურა

გრაფიტიდან ფულერენების წარმოქმნისას ასევე წარმოიქმნება ნანონაწილაკები. ეს არის ფულერენების მსგავსი დახურული სტრუქტურები, მაგრამ მათზე ბევრად დიდი. ფულერენებისგან განსხვავებით, ისინი ნანომილების მსგავსად შეიძლება შეიცავდეს რამდენიმე ფენას.მათ აქვთ დახურული, ბუდობრივი გრაფიტის გარსების სტრუქტურა.

ნანონაწილაკებში, ისევე როგორც გრაფიტს, გარსის შიგნით ატომები დაკავშირებულია ქიმიური ბმებით და სუსტი ვან დერ ვაალსის ურთიერთქმედება მეზობელი ჭურვების ატომებს შორის. როგორც წესი, ნანონაწილაკების გარსებს აქვთ პოლიედრონთან ახლოს ფორმა. თითოეული ასეთი გარსის სტრუქტურაში, ექვსკუთხედების გარდა, ისევე როგორც გრაფიტის სტრუქტურაში, არის 12 ხუთკუთხედი, შეინიშნება დამატებითი წყვილი ხუთი და შვიდკუთხედი. ფულერენის შემცველ კონდენსატში ნახშირბადის ნაწილაკების ფორმისა და სტრუქტურის ელექტრონული მიკროსკოპული შესწავლა ცოტა ხნის წინ ჩატარდა Jarkov S.M., Kashkin V.B.

ნახშირბადის ნანომილების მიღება

ნახშირბადის ნანომილები წარმოიქმნება გრაფიტის ელექტროდის თერმული დაფქვით რკალის გამონადენის პლაზმაში, რომელიც იწვის ჰელიუმის ატმოსფეროში. ეს მეთოდი, ისევე როგორც ლაზერული დაფქვის მეთოდი, რომელიც საფუძვლად უდევს ფულერენების მიღების ეფექტურ ტექნოლოგიას, შესაძლებელს ხდის ნანომილების მიღებას იმ რაოდენობით, რომელიც საკმარისია მათი ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების დეტალური შესწავლისთვის.

ნანომილის მიღება შესაძლებელია გაფართოებული გრაფიტის ფრაგმენტებისგან, რომლებიც შემდეგ ტრიალდება მილში. გაფართოებული ფრაგმენტების ფორმირებისთვის საჭიროა გრაფიტის გათბობის სპეციალური პირობები. ნანომილების მიღების ოპტიმალური პირობები რეალიზებულია რკალის გამონადენში ელექტროლიტური გრაფიტის ელექტროდების გამოყენებით.

გრაფიტის თერმული დაფქვის სხვადასხვა პროდუქტებს შორის (ფულერენები, ნანონაწილაკები, ჭვარტლის ნაწილაკები), მცირე ნაწილს (რამდენიმე პროცენტი) იკავებს მრავალშრიანი ნანომილები, რომლებიც ნაწილობრივ მიმაგრებულია ინსტალაციის ცივ ზედაპირებზე, ნაწილობრივ დეპონირებულია ზედაპირზე გასწვრივ. ჭვარტლით.

ერთკედლიანი ნანომილები წარმოიქმნება, როდესაც ანოდს ემატება Fe, Co, Ni, Cd მცირე ნარევი (ანუ კატალიზატორების დამატებით). გარდა ამისა, ერთკედლიანი ნანომილები მიიღება მრავალკედლიანი ნანომილების დაჟანგვით. დაჟანგვის მიზნით მრავალშრიანი ნანომილები მუშავდება ჟანგბადით ზომიერი გაცხელებისას ან მდუღარე აზოტის მჟავით და ამ უკანასკნელ შემთხვევაში იხსნება ხუთწევრიანი გრაფიტის რგოლები, რაც იწვევს მილების ბოლოების გახსნას. დაჟანგვა გაძლევთ საშუალებას. მრავალშრიანი მილიდან ზედა ფენების ამოღება და მისი ბოლოების გახსნა. ვინაიდან ნანონაწილაკების რეაქტიულობა უფრო მაღალია, ვიდრე ნანომილაკები, ნანომილების წილი მის დანარჩენ ნაწილში იზრდება ნახშირბადის პროდუქტის მნიშვნელოვანი განადგურებით ჟანგვის შედეგად.

ფულერენების მიღების ელექტრული რკალის მეთოდით, მასალის ნაწილი, რომელიც ნადგურდება გრაფიტის ანოდის რკალის მოქმედებით, დეპონირდება კათოდზე. გრაფიტის ღეროს განადგურების პროცესის ბოლოს, ეს წარმონაქმნი იმდენად იზრდება, რომ მოიცავს რკალის მთელ არეალს. ამ გამონაყარს აქვს თასის ფორმა, რომელშიც შეყვანილია ანოდი. კათოდის დაგროვების ფიზიკური მახასიათებლები ძალიან განსხვავდება იმ გრაფიტის მახასიათებლებისგან, საიდანაც ანოდი შედგება. დაგროვების მიკროსიმტკიცე არის 5,95 გპა (გრაფიტი -0,22 გპა), დაგროვების სიმკვრივეა 1,32 გ/სმ 3 (გრაფიტი -2,3 გ/სმ 3), ელექტრული წინაღობა 1,4 * 10 -4 ომ მ. , რომელიც თითქმის ბრძანებით აღემატება გრაფიტისას (1,5 * 10 -5 ომ მ). 35 კ ტემპერატურაზე აღმოჩნდა კათოდზე დაგროვების ანომალიურად მაღალი მაგნიტური მგრძნობელობა, რამაც შესაძლებელი გახადა ვივარაუდოთ, რომ დაგროვება ძირითადად შედგება ნანომილებისაგან (Belov N.N.).

ნანომილების თვისებები

მასალების მეცნიერებაში ნანომილების გამოყენების ფართო პერსპექტივები იხსნება, როდესაც სუპერგამტარი კრისტალები (მაგ., TaC) ნახშირბადის ნანომილაკებშია ჩასმული. შემდეგი ტექნოლოგია აღწერილია ლიტერატურაში. ჩვენ გამოვიყენეთ მუდმივი რკალის გამონადენი ~ 30 A-ზე 30 ვ ძაბვის დროს ჰელიუმის ატმოსფეროში ელექტროდებით, რომლებიც წარმოადგენდნენ ტალიუმის ფხვნილის შეკუმშულ ნარევს გრაფიტის პიგმენტთან ერთად. ელექტროდებს შორის მანძილი იყო 2-3 მმ. გვირაბის ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით, ნანომილაკებში ჩაფლული TaC კრისტალების მნიშვნელოვანი რაოდენობა აღმოჩნდა ელექტროდის მასალის თერმული დაშლის პროდუქტებში.. X კრისტალიტების ტიპიური განივი ზომა იყო დაახლოებით 7 ნმ, ხოლო ნანომილების ტიპიური სიგრძე 200 ნმ-ზე მეტი იყო. ნანომილები იყო მრავალშრიანი ცილინდრები, ფენებს შორის მანძილით 0,3481 ± 0,0009 ნმ, გრაფიტის შესაბამის პარამეტრთან ახლოს. ნიმუშების მაგნიტური მგრძნობელობის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების გაზომვამ აჩვენა, რომ კაფსულირებული ნანოკრისტალები გარდაიქმნებასუპერგამტარი მდგომარეობა T=10 K-ზე.

ნანომილაკებში ჩასმული ზეგამტარი კრისტალების მიღების შესაძლებლობა შესაძლებელს ხდის მათ იზოლირებას გარე გარემოს მავნე ზემოქმედებისგან, მაგალითად, დაჟანგვისგან, რითაც გზას გაუხსნის შესაბამისი ნანოტექნოლოგიების უფრო ეფექტურ განვითარებას.

ნანომილების დიდი უარყოფითი მაგნიტური მგრძნობელობა მიუთითებს მათ დიამაგნიტურ თვისებებზე. ვარაუდობენ, რომ ნანომილაკების დიამაგნიტურობა განპირობებულია ელექტრონების დინებით მათი წრეწირის გასწვრივ. მაგნიტური მგრძნობელობის მნიშვნელობა არ არის დამოკიდებული ნიმუშის ორიენტაციაზე, რომელიც დაკავშირებულია მის არეულ სტრუქტურასთან. მაგნიტური მგრძნობელობის შედარებით დიდი მნიშვნელობა მიუთითებს იმაზე, რომ, სულ მცირე, ერთ-ერთი მიმართულებით, ეს მნიშვნელობა შედარებულია გრაფიტის შესაბამის მნიშვნელობასთან. განსხვავება ნანომილების მაგნიტური მგრძნობელობის ტემპერატურულ დამოკიდებულებასა და ნახშირბადის სხვა ფორმების შესაბამის მონაცემებს შორის მიუთითებს იმაზე, რომ ნახშირბადის ნანომილები არის ნახშირბადის ცალკეული დამოუკიდებელი ფორმა, რომლის თვისებები ფუნდამენტურად განსხვავდება სხვა ქვეყნებში ნახშირბადის თვისებებისგან..

ნანომილების გამოყენება

ნანომილების მრავალი ტექნოლოგიური გამოყენება ეფუძნება მათ მაღალ სპეციფიურ ზედაპირის ფართობს (ერთფენიანი ნანომილის შემთხვევაში, დაახლოებით 600 კვადრატული მეტრი 1/გრ-ზე), რაც ხსნის მათი, როგორც ფოროვანი მასალის გამოყენების შესაძლებლობას ფილტრებში და ა.შ. .

ნანომილების მასალა წარმატებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გადამზიდავი სუბსტრატი ჰეტეროგენული კატალიზისთვის, ხოლო ღია ნანომილების კატალიზური აქტივობა მნიშვნელოვნად აღემატება დახურული ნანომილების შესაბამის პარამეტრს.

შესაძლებელია მაღალი სპეციფიური ზედაპირის მქონე ნანომილების გამოყენება ელექტროდებად მაღალი სპეციფიური სიმძლავრის ელექტროლიტური კონდენსატორებისთვის.

ნახშირბადის ნანომილებმა კარგად დაამტკიცა თავი ექსპერიმენტებში მათი, როგორც საფარის გამოყენების შესახებ, რომელიც ხელს უწყობს ალმასის ფირის წარმოქმნას. როგორც ელექტრონული მიკროსკოპით გადაღებული ფოტოები გვიჩვენებს, ნანომილის ფილაზე დეპონირებული ალმასის ფილმი უკეთესობისკენ განსხვავდება ბირთვების სიმკვრივისა და ერთგვაროვნების თვალსაზრისით C 60 და C 70-ზე დეპონირებული ფილმისგან.

ნანომილის ისეთი თვისებები, როგორიცაა მისი მცირე ზომა, რომელიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება სინთეზის პირობების, ელექტროგამტარობის,მექანიკური სიძლიერე და ქიმიური სტაბილურობა შესაძლებელს ხდის ნანომილის განხილვას, როგორც მიკროელექტრონიკის მომავალი ელემენტების საფუძველს. გამოთვლებით დადასტურდა, რომ ნანომილის იდეალურ სტრუქტურაში დეფექტის სახით ხუთკუთხედი-ჰეპტაგონის წყვილის შეყვანა ცვლის მის ელექტრონულ თვისებებს. მასში ჩადებული დეფექტის მქონე ნანომილაკი შეიძლება ჩაითვალოს ლითონ-ნახევაგამტარული ჰეტეროკავშირად, რომელიც, პრინციპში, შეიძლება საფუძვლად დაედო რეკორდული მცირე ზომების ნახევარგამტარულ ელემენტს.

ნანომილები შეიძლება გახდეს ყველაზე თხელი საზომი ხელსაწყოს საფუძველი, რომელიც გამოიყენება ელექტრონული სქემების ზედაპირული არაერთგვაროვნების გასაკონტროლებლად.

საინტერესო აპლიკაციების მიღება შესაძლებელია ნანომილების სხვადასხვა მასალებით შევსებით. ამ შემთხვევაში, ნანომილაკი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მასალის მატარებლად, რომელიც ავსებს მას და როგორც საიზოლაციო გარსი, რომელიც იცავს ამ მასალას ელექტრული კონტაქტისგან ან მიმდებარე ობიექტებთან ქიმიური ურთიერთქმედებისგან.

დასკვნა

მიუხედავად იმისა, რომ ფულერენებს მოკლე ისტორია აქვთ, მეცნიერების ეს სფერო სწრაფად ვითარდება, რაც სულ უფრო მეტ ახალ მკვლევარს იზიდავს. მეცნიერების ეს სფერო მოიცავს სამ სფეროს: ფულერენის ფიზიკას, ფულერენის ქიმიას და ფულერენის ტექნოლოგიას.

ფულერენების ფიზიკაეხება ფულერენებისა და მათი ნაერთების სტრუქტურულ, მექანიკურ, ელექტრული, მაგნიტური, ოპტიკური თვისებების შესწავლას სხვადასხვა ფაზაში. ეს ასევე მოიცავს ამ ნაერთებში ნახშირბადის ატომებს შორის ურთიერთქმედების ბუნების შესწავლას, ფულერენის მოლეკულების სპექტროსკოპიას, ფულერენის მოლეკულებისგან შემდგარი სისტემების თვისებებსა და სტრუქტურას. ფულერენის ფიზიკა არის ყველაზე მოწინავე ფილიალი ფულერენების დარგში.

ფულერენების ქიმიადაკავშირებულია ახალი ქიმიური ნაერთების შექმნასთან და შესწავლასთან, რომლებიც დაფუძნებულია ნახშირბადის დახურულ მოლეკულებზე და ასევე სწავლობს ქიმიურ პროცესებს, რომლებშიც ისინი მონაწილეობენ. უნდა აღინიშნოს, რომ კონცეფციებისა და კვლევის მეთოდების თვალსაზრისით, ქიმიის ეს სფერო ძირეულად განსხვავდება ტრადიციული ქიმიისგან მრავალი თვალსაზრისით.

ფულერენის ტექნოლოგიამოიცავს როგორც ფულერენის წარმოების მეთოდებს, ასევე მათ სხვადასხვა აპლიკაციებს.

ბიბლიოგრაფია

1. Sokolov V. I., Stankevich I. V. Fullerenes - ნახშირბადის ახალი ალოტროპული ფორმები: სტრუქტურა, ელექტრონული სტრუქტურა და ქიმიური თვისებები //მიღწევები ქიმიაში, ტ.62 (5), გვ.455, 1993 წ.

2. ახალი მიმართულებები ფულერენის კვლევაში//UFN, ტ. 164 (9), გვ. 1007, 1994 წ.

3. ელეცკი ა.ვ., სმირნოვი ბ.მ. Fullerenes and structures of carbon//UFN, ტ. 165 (9), გვ. 977, 1995 წ.

4. ზოლოთუხინ ი.ვ. ფულერიტი ნახშირბადის ახალი ფორმაა // SOZH No 2, გვ. 51, 1996 წ.

5. მასტეროვი ვ.ფ. ფულერენების ფიზიკური თვისებები / / SOZH No1, გვ. 92, 1997 წ.

6. ლოზოვიკი იუ.ვ., პოპოვი ა.მ. ნახშირბადის ნანოსტრუქტურების ფორმირება და ზრდა - ფულერენი, ნანონაწილაკები, ნანომილები და კონუსები//UFN, ვ. 167 (7), გვ. 151, 1997/

7. ელეცკი ა.ვ. .ნახშირბადის ნანომილები//UFN, v.167(9), გვ.945, 1997 წ.

8. სმალი რ.ე. ფულერენების აღმოჩენა//UFN, v.168 (3), გვ.323, 1998 წ.

9. ჩურილოვი გ.ნ. ფულერენების მიღების მეთოდების მიმოხილვა // მასალები მე-2 რეგიონთაშორისი კონფერენციის საერთაშორისო მონაწილეობით "Ultrafine powders, nanostructures, Materials", Krasnoyarsk, KSTU, 5-7 ოქტომბერი, 1999წ.,. თან. 77-87 წწ.

10. ბელოვი ნ.ნ. და სხვ.. ფულერენების სინთეზის დროს წარმოქმნილი კათოდური აგებულების ზედაპირის სტრუქტურა // Aerosols ტ.4f, N1, 1998, გვ.25-29

11. S. M. Jarkov,. ტიტარენკო ია.ნ., ჩურილოვი გ.ნ. Elektron microscopy სწავლობს FCC ნახშირბადის ნაწილაკებს// Carbon, v. 36, No5-6, 1998, გვ. 595-597 წწ

12. კაშკინი ვ.ბ., რუბლევა ტ.ვ., კაშკინა ლ.ვ., მოსინ რ.ა. ნახშირბადის ნაწილაკების ელექტრონული მიკროსკოპული გამოსახულების ციფრული დამუშავება ფულერენის შემცველ ჭვარტლში // მე-2 რეგიონთაშორისი კონფერენციის შრომები საერთაშორისო მონაწილეობით "Ultrafine powders, nanostructures, Materials", Krasnoyarsk, KSTU, 5-7 ოქტომბერი, 1999 წ. თან. 91-92 წწ

ჯგუფში ყველაზე ასაკოვანმა ვირთხამ, რომელმაც C60 ფულერენი მოიხმარა, იცოცხლა 66 თვე, რაც აბსოლუტური რეკორდია.

Fullerene C60, საყოველთაოდ ცნობილი როგორც " ბაკიბოლი“, არის ნახშირბადის ალოტროპული ფორმა (იხ. სურათი), რომლის თითოეული მოლეკულა შედგება 60 ატომისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ისე, რომ ისინი ქმნიან სფერულ სტრუქტურას. ამ გასაოცარ ნაერთს, რომელიც მხოლოდ 1985 წელს აღმოაჩინეს, ხშირად თითქმის ჯადოსნურ თვისებებს ანიჭებენ.

ერთ-ერთი ასეთი ბიოლოგიური თვისება - ფულერენი C60 არის ძალიან ძლიერი ანტიოქსიდანტი, რომელიც აფერხებს ჟანგვის პროცესებს, რის გამოც, ფაქტობრივად, ხდება სხეულის დაბერება, ამიტომ ვირთხების მიერ ფულერენ C60-ის მოხმარება იწვევს დაბერების მნიშვნელოვან შენელებას.

ეს კვლევა ჩატარდა იმისთვის, რომ დაემტკიცებინა, ჯერ ერთი, რომ C60 არატოქსიკურია და მეორეც, რომ ის შეიწოვება სისხლში. დადგინდა, რომ C60 მოლეკულებს შეუძლიათ გაიარონ უჯრედის მემბრანებში და, შესაბამისად, გამოიწვიოს უჯრედშიდა ეფექტები, რომლებიც გადამწყვეტია დაბერების შენელებისთვის.

ეს გასაოცარი და ამაღელვებელი მონაცემები ნათლად უნდა იყოს რეპროდუცირებული - როგორც ვირთხებში, ასევე ცხოველთა სხვა სახეობებში.

დენისმა (ამ სტატიის ორიგინალური ინგლისური ვერსიის ავტორმა) შეატყობინა ეს შედეგები დოქტორ სინტია კენიონს, მსოფლიოს ერთ-ერთ წამყვან ექსპერტს, რომელიც მუშაობს ნემატოდებთან (მრგვალ ჭიებთან). ”ძალიან საინტერესოა,” უპასუხა მან. შემდეგ დენისმა შესთავაზა, რომ დაუყოვნებლივ ჩაეტარებინა იგივე ექსპერიმენტი თავის ლაბორატორიაში და მისცა C60 ნემატოდებს. ”კარგი იდეაა”, - თქვა მან. სავარაუდოდ, იგი დენისს მოიწვევს ამ სამუშაოში მონაწილეობის მისაღებად.

დენისმა ასევე მოახერხა დაკავშირება ფატი მუსასთან, C60 ფულერენის კვლევის წამყვან ავტორთან. აღმოჩნდა, რომ ის გეგმავს ცხოველთა დიდ ჯგუფებზე კვლევის გამეორებას.

ერთ-ერთმა კომენტატორმა გამოთქვა ეჭვი, შემთხვევით არ იყო თუ არა შეზღუდული ვირთხების ჯგუფის დიეტის კალორიული შემცველობა, რომლებიც მკურნალობდნენ C60 ფულერენით. ”არა, ცხოველების კალორიების მიღება შეზღუდული არ იყო”, - უპასუხა მუსამ. ”მათი ზრდა მნიშვნელოვნად არ განსხვავდებოდა საკონტროლო ცხოველებისგან.”

ამჟამად, C60 ფულერენი იყიდება დაახლოებით 40 დოლარად თითო გრამი და მისი შეძენა შესაძლებელია კრემის დასამზადებლად, რომელიც გამიზნულია კანის დაბერების თავიდან ასაცილებლად. ზოგიერთმა მამაცმა შესაძლოა დაიწყოს C60-ის მიღება დიეტური დანამატის სახით.

ვინაიდან დენისს ეს კითხვა აინტერესებდა, მან ჰკითხა პრობლემის უშუალოდ მცოდნე ადამიანს - დოქტორ მუსს, დაიწყო თუ არა C60-ის მიღება. "არა," თქვა მან. ”ამჟამად არ ვიღებ C60-ს.”

ფულერენების აღმოჩენა - დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტის - ნახშირბადის არსებობის ახალი ფორმა, აღიარებულია მე-20 საუკუნის მეცნიერებაში ერთ-ერთ ყველაზე გასაოცარ და ყველაზე მნიშვნელოვან აღმოჩენად. ნახშირბადის ატომების დიდი ხნის ცნობილი უნიკალური უნარის მიუხედავად რთულ, ხშირად განშტოებულ და მოცულობით მოლეკულურ სტრუქტურებთან შეკავშირების მიუხედავად, რაც ყველა ორგანული ქიმიის საფუძველია, მხოლოდ ერთი ნახშირბადისგან სტაბილური ჩარჩო მოლეკულების წარმოქმნის რეალური შესაძლებლობა მოულოდნელი აღმოჩნდა. ექსპერიმენტული დადასტურება იმისა, რომ ამ ტიპის მოლეკულები, რომლებიც შედგება 60 ან მეტი ატომისგან, შეიძლება წარმოიშვას ბუნებაში ბუნებრივად მიმდინარე პროცესების დროს, მოხდა 1985 წელს. მანამდე კი, ზოგიერთი ავტორი თვლიდა მოლეკულების სტაბილურობას ნახშირბადის დახურულ სფეროსთან. თუმცა, ეს ვარაუდები იყო წმინდა სპეკულაციური, წმინდა თეორიული. ძნელი წარმოსადგენია, რომ ასეთი ნაერთების მიღება ქიმიური სინთეზით შეიძლებოდა. ამიტომ, ეს ნამუშევრები შეუმჩნეველი დარჩა და მათ ყურადღება მიექცა მხოლოდ უკანდახედვით, ფულერენების ექსპერიმენტული აღმოჩენის შემდეგ. ახალი ეტაპი დაიწყო 1990 წელს, როდესაც იქნა ნაპოვნი ახალი ნაერთების გრამური რაოდენობით მიღების მეთოდი და აღწერილი იქნა ფულერენების სუფთა სახით გამოყოფის მეთოდი. ამის შემდეგ ძალიან მალე განისაზღვრა C 60 ფულერენის, ყველაზე ადვილად წარმოქმნილი ნაერთის ყველაზე მნიშვნელოვანი სტრუქტურული და ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლები ცნობილ ფულერენებს შორის. მათი აღმოჩენისთვის - C 60 და C 70 შემადგენლობის ნახშირბადის გროვების აღმოჩენისთვის - რ.კერლი, რ. სმელი და გ. კროტო 1996 წელს მიენიჭათ ნობელის პრემია ქიმიაში. მათ ასევე შესთავაზეს ფულერენის C 60 სტრუქტურა, რომელიც ცნობილია ყველა ფეხბურთის მოყვარულისთვის.

მოგეხსენებათ, ფეხბურთის ბურთის გარსი შედგება 12 ხუთკუთხედისა და 20 ექვსკუთხედისგან. თეორიულად შესაძლებელია ორმაგი და ერთჯერადი ობლიგაციების 12500 მოწყობა. ყველაზე სტაბილურ იზომერს (სურათზე ნაჩვენები) აქვს ჩამოჭრილი იკოსაედრული სტრუქტურა, რომელსაც არ გააჩნია ორმაგი ბმები ხუთკუთხედებში. C 60-ის ამ იზომერს ეწოდა "Buckminsterfullerene" ცნობილი არქიტექტორის R. Buckminster Fuller-ის პატივსაცემად, რომელმაც შექმნა სტრუქტურები, რომელთა გუმბათოვანი ჩარჩო აგებულია ხუთკუთხედებიდან და ექვსკუთხედებიდან. მალე C 70-ის სტრუქტურა შემოგვთავაზეს, რაგბის ბურთის მსგავსი (მოგრძო ფორმის).

ნახშირბადის ჩარჩოში, C ატომებს ახასიათებთ sp 2 ჰიბრიდიზაცია, ნახშირბადის თითოეული ატომი დაკავშირებულია სამ მეზობელ ატომთან. ვალენტობა 4 რეალიზდება p-ბმების მეშვეობით თითოეულ ნახშირბადის ატომსა და მის ერთ-ერთ მეზობელს შორის. ბუნებრივია, ვარაუდობენ, რომ p-ბმა შეიძლება იყოს დელოკალიზებული, როგორც არომატულ ნაერთებში. ასეთი სტრუქტურები შეიძლება აშენდეს n≥20-ისთვის ნებისმიერი ლუწი კლასტერისთვის. ისინი უნდა შეიცავდეს 12 ხუთკუთხედს და (n-20)/2 ექვსკუთხედს. თეორიულად შესაძლო C 20 ფულერენებიდან ყველაზე დაბალი სხვა არაფერია, თუ არა დოდეკედრონი - ხუთი რეგულარული პოლიედრიდან ერთ-ერთი, რომელშიც არის 12 ხუთკუთხა სახე და საერთოდ არ არის ექვსკუთხა სახეები. ასეთი ფორმის მოლეკულას ექნება უკიდურესად დაძაბული სტრუქტურა და, შესაბამისად, მისი არსებობა ენერგიულად არახელსაყრელია.

ამრიგად, სტაბილურობის თვალსაზრისით, ფულერენი შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად. მათ შორის საზღვარი საშუალებას გაძლევთ დახაზოთ ე.წ. იზოლირებული ხუთკუთხედების წესი (Isolated Pentagon Rule, IPR). ეს წესი ამბობს, რომ ყველაზე სტაბილური ფულერენი არის ის, რომლებშიც არცერთ ხუთკუთხედს არ აქვს მიმდებარე კიდეები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ხუთკუთხედები ერთმანეთს არ ეხებიან და თითოეულ ხუთკუთხედს აკრავს ხუთი თექვსმეტი. თუ ფულერენი განლაგებულია ნახშირბადის ატომების რაოდენობის გაზრდის მიხედვით n, მაშინ Buckminsterfullerene - C 60 არის პირველი წარმომადგენელი, რომელიც აკმაყოფილებს იზოლირებული ხუთკუთხედების წესს, ხოლო C 70 არის მეორე. ფულერენის მოლეკულებს შორის n>70-ით ყოველთვის არის იზომერი, რომელიც ექვემდებარება IPR-ს და ასეთი იზომერების რაოდენობა სწრაფად იზრდება ატომების რაოდენობასთან ერთად. ნაპოვნია 5 იზომერი C 78-ისთვის, 24 - C 84-ისთვის და 40 - C 90-ისთვის. იზომერები, რომლებსაც აქვთ მიმდებარე პენტაგონები თავიანთ სტრუქტურაში, მნიშვნელოვნად ნაკლებად სტაბილურია.

ფულერენების ქიმია

ამჟამად სამეცნიერო კვლევების უპირატესი ნაწილი დაკავშირებულია ფულერენების ქიმიასთან. ფულერენების საფუძველზე უკვე სინთეზირებულია 3 ათასზე მეტი ახალი ნაერთი. ფულერენების ქიმიის ასეთი სწრაფი განვითარება დაკავშირებულია ამ მოლეკულის სტრუქტურულ მახასიათებლებთან და დახურულ ნახშირბადის სფეროზე დიდი რაოდენობით ორმაგი კონიუგირებული ბმების არსებობასთან. ფულერენის კომბინაციამ მრავალი ცნობილი კლასის ნივთიერებების წარმომადგენლებთან გახსნა შესაძლებლობა სინთეზურ ქიმიკოსებს მიეღოთ ამ ნაერთის მრავალი წარმოებული.

ბენზოლისგან განსხვავებით, სადაც C-C ობლიგაციების სიგრძე ერთნაირია, ფულერენებში შეიძლება გამოირჩეოდეს უფრო "ორმაგი" და უფრო "ერთჯერადი" ბმები და ქიმიკოსები ხშირად განიხილავენ ფულერენებს, როგორც ელექტრონის დეფიციტს პოლიენურ სისტემებად და არა არომატულ მოლეკულებად. თუ ჩვენ მივმართავთ С60-ს, ​​მაშინ მასში არის ორი ტიპის ბმა: მოკლე (1,39 Å) ბმები, რომლებიც გადის მიმდებარე ექვსკუთხა სახეების საერთო კიდეებზე და უფრო გრძელი (1,45 Å) ბმები, რომლებიც მდებარეობს ხუთკუთხა და ექვსკუთხა სახეების საერთო კიდეების გასწვრივ. ამავდროულად, არც ექვსწევრიანი და არც, მით უმეტეს, ხუთწევრიანი რგოლები არ ამჟღავნებენ არომატულ თვისებებს იმ გაგებით, რომლებშიც მათ ავლენენ ბენზოლი ან სხვა გეგმური კონიუგირებული მოლეკულები, რომლებიც ემორჩილებიან ჰუკელის წესს. ამიტომ, ჩვეულებრივ, უფრო მოკლე ბმები C 60-ში განიხილება ორმაგად, ხოლო უფრო გრძელი - ერთჯერადი. ფულერენების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ მათ აქვთ უჩვეულოდ დიდი რაოდენობით ექვივალენტური რეაქციის ცენტრები, რაც ხშირად იწვევს რეაქციის პროდუქტების რთულ იზომერულ შემადგენლობას მათი მონაწილეობით. შედეგად, ფულერენებთან ქიმიური რეაქციების უმეტესობა არ არის შერჩევითი და ინდივიდუალური ნაერთების სინთეზი ძალიან რთულია.

არაორგანული ფულერენის წარმოებულების მიღების რეაქციებს შორის ყველაზე მნიშვნელოვანია ჰალოგენაციის პროცესები და უმარტივესი ჰალოგენური წარმოებულების წარმოქმნა, აგრეთვე ჰიდროგენიზაციის რეაქციები. ამრიგად, ეს რეაქციები იყო ერთ-ერთი პირველი, რომელიც განხორციელდა ფულერენის C 60-ით 1991 წელს. მოდით განვიხილოთ ამ ნაერთების წარმოქმნამდე მიმავალი რეაქციების ძირითადი ტიპები.

ფულერენების აღმოჩენისთანავე დიდი ინტერესი გამოიწვია მათი ჰიდროგენიზაციის შესაძლებლობამ „ფულერანების“ წარმოქმნით. თავდაპირველად, შესაძლებელი ჩანდა წყალბადის სამოცი ატომის დამატება ფულერენში. შემდგომში, თეორიულ კვლევებში აჩვენეს, რომ C 60 H 60 მოლეკულაში წყალბადის ატომების ნაწილი უნდა იყოს ფულერენის სფეროს შიგნით, რადგან ექვსწევრიანი რგოლები, როგორიცაა ციკლოჰექსანის მოლეკულები, უნდა აიღონ "სკამი" ან "აბანო". კონფორმაციები. ამიტომ, ამჟამად ცნობილი პოლიჰიდროფულერენის მოლეკულები შეიცავს 2-დან 36 წყალბადის ატომს ფულერენისთვის C 60 და 2-დან 8-მდე ფულერენისთვის C 70-სთვის.

ფულერენების ფტორირების დროს იქნა ნაპოვნი C 60 F n ნაერთების სრული ნაკრები, სადაც n იღებს 60-მდე ლუწი მნიშვნელობებს. ფტორის წარმოებულებს n-ით 50-დან 60-მდე ეწოდება პერფტორები და ნაპოვნი იქნა ფტორირების პროდუქტებს შორის მასის სპექტროსკოპიით. უკიდურესად დაბალ კონცენტრაციებში. ასევე არის ჰიპერფტორიდები, ანუ C 60 F n , n>60 შემადგენლობის პროდუქტები, სადაც ნაწილობრივ განადგურებულია ფულერენის ნახშირბადის გალია. ვარაუდობენ, რომ ეს ასევე ხდება პერფტორებში. სხვადასხვა კომპოზიციის ფულერენის ფტორიდების სინთეზის საკითხები დამოუკიდებელი ყველაზე საინტერესო პრობლემაა, რომლის შესწავლა ყველაზე აქტიურად მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტზეა შესწავლილი. მ.ვ. ლომონოსოვი.

ფულერენების ქლორირების პროცესების აქტიური შესწავლა სხვადასხვა პირობებში დაიწყო უკვე 1991 წელს. პირველ ნამუშევრებში ავტორები ცდილობდნენ C 60 ქლორიდების მიღებას ქლორისა და ფულერენის რეაქციის გზით სხვადასხვა გამხსნელებში. დღეისათვის იზოლირებული და დახასიათებულია რამდენიმე ინდივიდუალური ფულერენის ქლორიდი C 60 და C 70, რომლებიც მიღებულია სხვადასხვა ქლორირებული აგენტების გამოყენებით.

ფულერენის ბრომირების პირველი მცდელობები გაკეთდა უკვე 1991 წელს. ფულერენი C 60, მოთავსებული სუფთა ბრომში 20 და 50 o C ტემპერატურაზე, ზრდიდა მასას ფულერენის მოლეკულაზე 2-4 ბრომის ატომის დამატების შესაბამისი მნიშვნელობით. ბრომირების შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ C 60 ფულერენის ურთიერთქმედება მოლეკულურ ბრომთან რამდენიმე დღის განმავლობაში წარმოქმნის კაშკაშა ნარინჯისფერ ნივთიერებას, რომლის შემადგენლობა, როგორც დადგინდა ელემენტარული ანალიზით, იყო C 60 Br 28. შემდგომში სინთეზირებული იქნა ფულერენების რამდენიმე ბრომო წარმოებულები, რომლებიც განსხვავდებიან მნიშვნელობების ფართო დიაპაზონში მოლეკულაში ბრომის ატომების რაოდენობის მიხედვით. ბევრ მათგანს ახასიათებს კლატრატების წარმოქმნა ბრომის თავისუფალი მოლეკულების ჩართვით.

ინტერესი პერფტორალკილის წარმოებულების, განსაკუთრებით ფულერენების ტრიფტორმეთილირებული წარმოებულების მიმართ, ძირითადად დაკავშირებულია ამ ნაერთების მოსალოდნელ კინეტიკურ სტაბილურობასთან შედარებით, ნუკლეოფილური S N 2'-ჩანაცვლების რეაქციებისადმი მიდრეკილი ფულერენების ჰალოგენურ წარმოებულებთან შედარებით. გარდა ამისა, პერფტორალკილფულერენები შეიძლება იყოს საინტერესო, როგორც ნაერთები მაღალი ელექტრონის აფინურობით, პერფტორალკილის ჯგუფების მიმღები თვისებების გამო, რომლებიც უფრო ძლიერია ვიდრე ფტორის ატომები. დღეისათვის C 60/70 (CF 3) n, n=2-20 კომპოზიციის იზოლირებული და დახასიათებული ცალკეული ნაერთების რაოდენობა აჭარბებს 30-ს და მიმდინარეობს ინტენსიური სამუშაოები ფულერენის სფეროს მოდიფიცირებისთვის მრავალი სხვა ფტორის შემცველი ჯგუფის მიერ - CF 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 .

ბიოლოგიურად აქტიური ფულერენის წარმოებულების შექმნა, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ბიოლოგიასა და მედიცინაში, დაკავშირებულია ფულერენის მოლეკულისთვის ჰიდროფილური თვისებების მინიჭებასთან. ჰიდროფილური ფულერენის წარმოებულების სინთეზის ერთ-ერთი მეთოდია ჰიდროქსილის ჯგუფების შეყვანა და ფულერენოლების ან ფულეროლების ფორმირება, რომლებიც შეიცავს 26 OH ჯგუფს, ასევე, ალბათ, ჟანგბადის ხიდების მსგავსი ოქსიდების შემთხვევაში. ასეთი ნაერთები წყალში ძალიან ხსნადია და მათი გამოყენება შესაძლებელია ფულერენის ახალი წარმოებულების სინთეზისთვის.

რაც შეეხება ფულერენის ოქსიდებს, ნაერთები C 60 O და C 70 O ყოველთვის გვხვდება ექსტრაქტში ფულერენების საწყის ნარევებში მცირე რაოდენობით. სავარაუდოდ, ელექტრული რკალის გამონადენის დროს კამერაში იმყოფება ჟანგბადი და ზოგიერთი ფულერენი იჟანგება. ფულერენის ოქსიდები კარგად არის გამოყოფილი სვეტებზე სხვადასხვა ადსორბენტით, რაც შესაძლებელს ხდის კონტროლდეს ფულერენის ნიმუშების სისუფთავე და მათში ოქსიდების არარსებობა ან არსებობა. თუმცა, ფულერენის ოქსიდების დაბალი სტაბილურობა აფერხებს მათ სისტემატურ შესწავლას.

რაც შეიძლება აღინიშნოს ფულერენების ორგანული ქიმიის შესახებ არის ის, რომ, როგორც ელექტრონის დეფიციტი პოლიენი, C 60 ფულერენი ავლენს მიდრეკილებას რადიკალური, ნუკლეოფილური და ციკლოდამატების რეაქციებისადმი. ფულერენის სფეროს ფუნქციონალიზაციის თვალსაზრისით განსაკუთრებით პერსპექტიულია ციკლოდამატების სხვადასხვა რეაქცია. მისი ელექტრონული ბუნებიდან გამომდინარე, C 60-ს შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს α-ციკლოდამატების რეაქციებში და ყველაზე დამახასიათებელია შემთხვევები, როდესაც n = 1, 2, 3 და 4.

ფულერენის წარმოებულების სინთეზის სფეროში მომუშავე სინთეზური ქიმიკოსების მიერ გადაჭრილ მთავარ პრობლემად რჩება დღემდე განხორციელებული რეაქციების სელექციურობა. ფულერენების დამატების სტერეოქიმიის თავისებურებები მოიცავს თეორიულად შესაძლო იზომერების დიდ რაოდენობას. მაგალითად, ნაერთს C 60 X 2 აქვს 23 მათგანი, C 60 X 4 უკვე აქვს 4368, მათ შორის 8 არის დამატებით პროდუქტი ორ ორმაგ ბმაზე. 29 C 60 X 4 იზომერებს, თუმცა, არ ექნებათ ქიმიური მნიშვნელობა, აქვთ სამმაგი ძირითადი მდგომარეობა, რომელიც წარმოიქმნება sp2-ჰიბრიდირებული ნახშირბადის ატომის არსებობით, რომელიც გარშემორტყმულია სამი sp3-ჰიბრიდირებული ატომით, რომლებიც ქმნიან C-X ბმებს. თეორიულად შესაძლო იზომერების მაქსიმალური რაოდენობა ძირითადი მდგომარეობის სიმრავლის გათვალისწინების გარეშე დაფიქსირდება C 60 X 30-ის შემთხვევაში და იქნება 985538239868524 (მათგან 1294362 არის შეკრების პროდუქტები 15 ორმაგ ბმაზე), ხოლო არა. - იგივე ბუნების ერთჯერადი იზომერები, როგორც ზემოთ მოცემულ მაგალითში, არ ექვემდებარება მარტივ აღრიცხვას, მაგრამ ზოგადი მოსაზრებებიდან გამომდინარე, ის მუდმივად უნდა გაიზარდოს შვილობილი ჯგუფების რაოდენობის ზრდასთან ერთად. ნებისმიერ შემთხვევაში, თეორიულად დასაშვები იზომერების რაოდენობა უმეტეს შემთხვევაში უზარმაზარია, ხოლო ნაკლებად სიმეტრიულ C 70 და უფრო მაღალ ფულერენებზე გადასვლისას ის დამატებით იზრდება რამდენჯერმე ან სიდიდის ბრძანებით.

სინამდვილეში, კვანტური ქიმიური გამოთვლების მრავალი მონაცემი აჩვენებს, რომ ჰალოგენაციისა და ფულერენების ჰიდროგენიზაციის რეაქციების უმეტესობა მიმდინარეობს, თუ არა ყველაზე სტაბილური იზომერების ფორმირებით, მაშინ მათგან ოდნავ მაინც განსხვავდება ენერგიით. ყველაზე დიდი შეუსაბამობები შეინიშნება ქვედა ფულერენის ჰიდრიდების შემთხვევაში, რომელთა იზომერული შემადგენლობა, როგორც ზემოთ არის ნაჩვენები, შეიძლება ოდნავაც კი იყოს დამოკიდებული სინთეზის მარშრუტზე. თუმცა, მიღებული იზომერების სტაბილურობა მაინც უკიდურესად ახლოა. ამ კანონზომიერებების შესწავლა ფულერენის წარმოებულების ფორმირებაში საინტერესო პრობლემაა, რომლის გადაწყვეტაც იწვევს ახალ მიღწევებს ფულერენებისა და მათი წარმოებულების ქიმიის დარგში.

www.fullwater.com.ua-ს ცნობით

"ფულერენი - ცხოვრების მატრიცა..."

ასე რომ, ნახშირბადის ცნობილი ფორმებისგან - ალმასის და გრაფიტისგან განსხვავებით, ფულერენია მოლეკულაშედგება ნახშირბადის ატომებისგან. C60 ფულერენის ოჯახის ყველაზე მნიშვნელოვანი წევრი შედგება 60 ნახშირბადის ატომისგან. მართლაც, ჩვენ ვერ ვიტყვით "ალმასის მოლეკულას" ან გრაფიტს, ეს მხოლოდ კრისტალური ფორმებია ნახშირბადის ატომების გარკვეული სივრცითი განლაგებით გისოსებში. ფულერენი ნახშირბადის ერთადერთი მოლეკულური ფორმაა.

ბუნებამ გააერთიანა მრავალი ურთიერთგამომრიცხავი ცნება ერთ ობიექტში.

ფულერენი არის კავშირი ორგანულ და არაორგანულ ნივთიერებებს შორის. ეს არის მოლეკულა, ნაწილაკი და მტევანი. C60 მოლეკულის დიამეტრი არის 1 ნმ, რაც შეესაბამება ნივთიერების "ნამდვილ", მოლეკულურ და კოლოიდურ მდგომარეობებს შორის არსებული სიზუსტის ზღვარს.

თუ ფულერენის შიგნით შევხედავთ, ჩვენ ვიპოვით მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ველების მიერ შეღწევულ სიცარიელეს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ დავინახავთ ერთგვარ ღრუ სივრცეს, დაახლოებით 0,4 ნმ დიამეტრის, რომელიც შეიცავს " არაფერი" - ვაკუუმი, ჩასმულია ნახშირბადის გარსში, როგორც ერთგვარ კონტეინერში. უფრო მეტიც, ამ კონტეინერის კედლები არ იძლევა მასში რაიმე მასალის ნაწილაკებს (იონებს, ატომებს, მოლეკულებს) შეღწევის საშუალებას. მაგრამ თავად ღრუ სივრცე, თითქოს კოსმოსის ნაწილია რაღაცვიდრე არაფერს შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს დახვეწილ, ინფორმაციულ ურთიერთქმედებებში გარე მატერიალურ გარემოსთან. ფულერენის მოლეკულას შეიძლება ვუწოდოთ „ვაკუუმის ბუშტი“, რისთვისაც ცნობილი თეზისი, რომ ბუნება არ იტანს სიცარიელეს, არ ჯდება. ვაკუუმი და მატერია- სამყაროს ორი საფუძველი ჰარმონიულად გაერთიანებულია ერთ მოლეკულაში.

ფულერენების კიდევ ერთი შესანიშნავი თვისებაა მათი ურთიერთქმედება წყალთან. ცნობილია, რომ კრისტალური ფორმა წყალში უხსნადია. ფულერენების წყალხსნარების მოპოვების მრავალი მცდელობა იწვევს კოლოიდური ან უხეში დისპერსიული ფულერენ-წყლის სისტემების წარმოქმნას, რომლებშიც ნაწილაკები შეიცავს დიდი რაოდენობით მოლეკულებს კრისტალური სახით. წყლის მოლეკულური ხსნარების მიღება შეუძლებელია. და ასეთი გამოსავლის არსებობა ძალიან მნიშვნელოვანია და პირველ რიგში მათი გამოყენება ბიოლოგიასა და მედიცინაში. ფულერენების აღმოჩენის დღიდან უკვე ნაწინასწარმეტყველებია მისი მაღალი ბიოლოგიური აქტივობა. თუმცა, ზოგადად მიღებული მოსაზრება ფულერენების ჰიდროფობიურობის შესახებ მრავალი მეცნიერის ძალისხმევა მიმართულია წყალში ხსნადი წარმოებულების ან ხსნადი ფორმების შესაქმნელად. ამ შემთხვევაში, სხვადასხვა ჰიდროფილური რადიკალები იკერება ფულერენის მოლეკულაზე ან გარშემორტყმულია წყალში ხსნადი პოლიმერებითა და ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებით, რის წყალობითაც ფულერენის მოლეკულები „იძულებულნი არიან“ დარჩეს წყალში. ბევრ ნაწარმოებში მათი მაღალი ბიოლოგიური აქტივობა. ამასთან, გარე ნახშირბადის გარსში ნებისმიერი ცვლილება იწვევს ფულერენის მოლეკულის ელექტრონული სტრუქტურისა და სიმეტრიის დარღვევას, რაც, თავის მხრივ, ცვლის გარემოსთან მისი ურთიერთქმედების სპეციფიკას. ამრიგად, ხელოვნურად გარდაქმნილი ფულერენის მოლეკულების ბიოლოგიური ეფექტი დიდწილად დამოკიდებულია თანდართული რადიკალების ბუნებაზე და მასში არსებულ გამხსნელებზე და მინარევებისაგან. ფულერენის მოლეკულების ყველაზე გასაოცარი ინდივიდუალობა ნაჩვენებია შეუცვლელი ფორმით და, კერძოდ, მათი მოლეკულური ხსნარებით წყალში.

ფულერენების წყალხსნარები სტაბილურია დროთა განმავლობაში (2 წელზე მეტი), აქვთ უცვლელი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები და მუდმივი შემადგენლობა. ეს ხსნარები არ შეიცავს რაიმე ტოქსიკურ მინარევებს. იდეალურ შემთხვევაში, ეს არის მხოლოდ წყალი და ფულერენი. უფრო მეტიც, ფულერენი ჩართულია წყლის ბუნებრივ მრავალშრიან სტრუქტურაში, სადაც წყლის პირველი ფენა მყარად არის მიბმული ფულერენის ზედაპირზე დონორ-მიმღები ურთიერთქმედების გამო წყლის ჟანგბადსა და მიმღებ ცენტრებს შორის ფულერენის ზედაპირზე.

წყალთან ასეთი დიდი მოლეკულის კომპლექსს ასევე აქვს მნიშვნელოვანი ბუფერული ტევადობა. მის ზედაპირთან ახლოს, pH = 7.2–7.6 შენარჩუნებულია, იგივე pH მნიშვნელობა გვხვდება სხეულის ჯანსაღი უჯრედების ძირითადი ნაწილის მემბრანების ზედაპირთან. უჯრედის "დაავადების" ბევრ პროცესს თან ახლავს pH მნიშვნელობის ცვლილება მისი მემბრანის ზედაპირთან ახლოს. ამავდროულად, დაავადებული უჯრედი არა მხოლოდ თავისთვის ქმნის არასასიამოვნო პირობებს, არამედ უარყოფითად მოქმედებს მეზობლებზე. ჰიდრატირებული ფულერენი, რომელიც არის უჯრედის ზედაპირთან ახლოს, შეუძლია შეინარჩუნოს ჯანსაღი pH მნიშვნელობა. ამრიგად, ხელსაყრელი პირობები იქმნება იმისთვის, რომ თავად უჯრედმა გაუმკლავდეს თავის დაავადებას.

და ჰიდრატირებული ფულერენის ყველაზე გამორჩეული თვისება არის მისი აქტიური რადიკალების განეიტრალების უნარი. ფულერენის ანტიოქსიდანტური აქტივობა 100-1000-ჯერ აღემატება ცნობილი ანტიოქსიდანტების მოქმედებას (მაგალითად, ვიტამინი E, დიბუნოლი, ბ-კაროტინი). უფრო მეტიც, ჰიდრატირებული ფულერენი არ თრგუნავს ორგანიზმში თავისუფალი რადიკალების ბუნებრივ დონეს, არამედ აქტიურდება მხოლოდ მაშინ, როცა მათი კონცენტრაცია იზრდება. და რაც უფრო მეტი თავისუფალი რადიკალები იქმნება ორგანიზმში, მით უფრო აქტიურად ჰიდრატირებული ფულერინი ანეიტრალებს მათ. ფულერენის ანტიოქსიდანტური მოქმედების მექანიზმი ძირეულად განსხვავდება პრაქტიკაში გამოყენებული ცნობილი ანტიოქსიდანტების მოქმედებისგან. ამრიგად, ერთი რადიკალის გასანეიტრალებლად საჭიროა ტრადიციული ანტიოქსიდანტის ერთი მოლეკულა. და ჰიდრატირებული ფულერენის ერთ მოლეკულას შეუძლია გაანეიტრალოს აქტიური რადიკალების შეუზღუდავი რაოდენობა. ეს არის ერთგვარი ანტიოქსიდანტური კატალიზატორი. უფრო მეტიც, თავად ფულერენის მოლეკულა არ მონაწილეობს რეაქციაში, არამედ მხოლოდ წყლის კასეტური სტრუქტურის შემქმნელი ელემენტია. ...

ჯერ კიდევ გასული საუკუნის დასაწყისში აკადემიკოსმა ვერნადსკიმ შენიშნა, რომ ცოცხალი მატერია მაღალი სიმეტრიით ხასიათდება. არაორგანული სამყაროსგან განსხვავებით, ბევრ ორგანიზმს აქვს ხუთჯერადი სიმეტრიის ღერძი. Fullerene C60-ს აქვს მეხუთე რიგის 6 ღერძი, ეს არის ერთადერთი მოლეკულა ბუნებაში ასეთი უნიკალური სიმეტრიით. ფულერენების აღმოჩენამდეც კი, ზოგიერთი ცილის მოლეკულური სტრუქტურები ცნობილი იყო ფულერენის სახით და ზოგიერთ ვირუსს და სხვა სასიცოცხლო ბიოლოგიურ სტრუქტურას (მაგალითად) აქვს მსგავსი სტრუქტურა. საინტერესოა ფულერენის მოლეკულისა და მისი მინიმალური კლასტერის შედარება დნმ-ის მეორადი სტრუქტურა. ასე რომ, C60 მოლეკულის ზომა შეესაბამება მანძილს დნმ-ში სამი წყვილი დამატებითი ფუძის, ე.წ. კოდონი,რომელიც აკონკრეტებს ინფორმაციას სინთეზირებული ცილის ერთი ამინომჟავის წარმოქმნის შესახებ. მანძილი დნმ-ის სპირალის მოხვევებს შორის არის 3,4 ნმ. პირველი სფერული C60 მტევანი, რომელიც შედგება 13 ფულერენის მოლეკულისგან, აქვს იგივე ზომა.

ცნობილია, რომ ნახშირბადს, განსაკუთრებით გრაფიტს და ამორფულ ნახშირბადს, აქვთ უნარი ადსორბირებას უმარტივეს მოლეკულებს თავის ზედაპირზე, მათ შორის მათ შორის, რომლებიც შეიძლება იყოს მასალა უფრო რთული ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანი მოლეკულების ფორმირებისთვის ცხოვრების საფუძვლების ფორმირების პროცესში. მატერია. ფულერენს, მისი მიმღები თვისებების გამო, შეუძლია შერჩევითი ურთიერთქმედება სხვა მოლეკულებთან და წყლის გარემოს პირობებში ამ თვისებების გადატანა წყლის მოწესრიგებულ ფენებზე მისი ზედაპირიდან მნიშვნელოვან მანძილზე.

არაორგანული ნივთიერებებისგან სიცოცხლის წარმოშობის მრავალი თეორია არსებობს და მათი ძირითადი პირობებია ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა

1. მარტივი მოლეკულების (CO, NO, NH3, HCN, H2O და სხვ.) კონცენტრაცია აქტიურ ადგილებთან, რომლებზეც ხდება რეაქციები გარე ენერგიის წყაროების მონაწილეობით.
2. წარმოქმნილი ორგანული მოლეკულების გართულება პოლიმერულ და პირველად მოწესრიგებულ სტრუქტურებთან.
3. მაღალი რიგის სტრუქტურების ფორმირება.
4. თვითგამრავლების სისტემების ფორმირება.

ექსპერიმენტულად, პრებიოლოგიურ პერიოდში დედამიწაზე არსებული პირობების შექმნისას დამტკიცდა პირველი ფაქტორის დაკვირვების შესაძლებლობა. ამ პირობებში სასიცოცხლო და უმნიშვნელო ამინომჟავების და ზოგიერთი ნუკლეინის ბაზის წარმოქმნა საკმაოდ რეალურია. თუმცა სიცოცხლის გაჩენის ყველა პირობის შესრულების ალბათობა პრაქტიკულად ნულის ტოლია. ეს ნიშნავს, რომ უნდა არსებობდეს სხვა პირობა, რომელიც საშუალებას მისცემს მიზანმიმართულად განხორციელდეს მარტივი ელემენტების აწყობის მექანიზმი, გაართულოს და მოაწყოს მიღებული ორგანული ნაერთები ცოცხალი ნივთიერების გარეგნობის დონეზე. და ეს პირობა, ჩვენი აზრით, არის მატრიცის არსებობა. ამ მატრიცას უნდა ჰქონდეს მუდმივი შემადგენლობა, ჰქონდეს მაღალი სიმეტრია, ურთიერთქმედება (მაგრამ არა ძლიერად) წყალთან, შექმნას თავის გარშემო სხვა მოლეკულების სიმეტრიული გარემო მნიშვნელოვან მანძილზე, რომელსაც შეუძლია აქტიური რადიკალების კონცენტრირება მოახდინოს მის ზედაპირზე და ხელი შეუწყოს მათ ნეიტრალიზაციას. რთული ორგანული მოლეკულების ფორმირება, ამავდროულად ნეიტრალური ფორმების დასაცავად აქტიური რადიკალების თავდასხმისგან, საკუთარი თავის მსგავსი სტრუქტურების და წყლის გარემოს მსგავსი სტრუქტურების ჩამოყალიბებაში. და რაც მთავარია, ნახშირბადი უნდა იყოს ნახშირბადის სიცოცხლის მატრიცა. და ფულერენი თავის ჰიდრატირებულ მდგომარეობაში აკმაყოფილებს ყველა ამ მოთხოვნას. და, სავარაუდოდ, C60 ფულერენის ოჯახის მთავარი და ყველაზე სტაბილური წარმომადგენელი. სავსებით შესაძლებელია, რომ სიცოცხლის გაჩენა არ იყოს პირველადი აქტი, მაგრამ ეს პროცესი ხდება განუწყვეტლივ და როგორღაც გავლენას ახდენს ცხოვრების განვითარებაზე, არსებულის გამოცდაზე და მისი ახალი ფორმების ფორმირებაზე.

ფულერენი არსებობს ბუნებაში, სადაც არის ნახშირბადი და მაღალი ენერგიები. ისინი არსებობენ ნახშირბადის ვარსკვლავებთან ახლოს, ვარსკვლავთშორის სივრცეში, იმ ადგილებში, სადაც ელვა ეცემა, ან ვულკანის კრატერებთან, მაშინაც კი, როდესაც გაზი იწვის სახლის გაზქურაში. ფულერენი ასევე გვხვდება ნახშირბადის ქანების დაგროვების ადგილებში. აქ განსაკუთრებული ადგილი უკავია კარელიურ შუნგიტის ქანებს. ეს ქანები, რომლებიც შეიცავს 90%-მდე სუფთა ნახშირბადს, დაახლოებით 2 მილიარდი წლისაა. მათი წარმოშობის ბუნება ჯერ კიდევ არ არის ნათელი. ერთ-ერთი ვარაუდი არის დიდი ნახშირბადის მეტეორიტის დაცემა. AT შუნგიტიპირველად აღმოაჩინეს ბუნებრივი ფულერენი. ჩვენ ასევე მოვახერხეთ შუნგიტში C60 ფულერენის მოპოვება და იდენტიფიცირება.

პეტრე I-ის დროიდან კარელიაში იყო სამკურნალო წყარო. საბრძოლო წყლები". მრავალი წლის განმავლობაში ვერავინ ვერ ხსნიდა ამ წყაროს სამკურნალო თვისებების მიზეზს. ვარაუდობდნენ, რომ გაზრდილი რკინის შემცველობა არის სამკურნალო ეფექტის მიზეზი. თუმცა, დედამიწაზე არსებობს მრავალი რკინის შემცველი წყარო და, როგორც წესი, არ აქვს თერაპიული ეფექტი. მხოლოდ შუნგიტის კლდეებში ფულერენების აღმოჩენის შემდეგ, რომლებშიც წყარო მიედინება, გაჩნდა ვარაუდი, რომ ფულერენი არის მარსიალური წყლების საბოლოო სამკურნალო ეფექტი. თუმცა, ამ წყლის სამკურნალო თვისებები, ისევე როგორც დნობის წყალი, დიდხანს არ გრძელდება. მისი ჩამოსხმა და საჭიროებისამებრ გამოყენება არ შეიძლება. მეორე დღესვე კარგავს თავის თვისებებს. საბრძოლო წყალი, რომელმაც გაიარა კლდეში, რომელიც შეიცავს ფულერენებს და ფულერენის მსგავს სტრუქტურებს, მხოლოდ "გაჯერებულია" იმ სტრუქტურით, რომელსაც კლდე აძლევს მას. შენახვის დროს კი ეს სიცოცხლის მომტანი მტევანი იშლება. ფულერინი სპონტანურად არ შედის წყალში და, შესაბამისად, არ არსებობს სტრუქტურის ფორმირების ელემენტი, რომელსაც შეუძლია დიდი ხნის განმავლობაში შეინარჩუნოს მოწესრიგებული წყლის მტევანი და, შესაბამისად, ასეთი წყალი სწრაფად იძენს ჩვეულებრივი წყლის თვისებებს. გარდა ამისა, მასში არსებული იონები თავად აწესრიგებენ წყლის ბუნებრივ სტრუქტურას, ქმნიან საკუთარ ჰიდრატულ მტევანებს.

ერთხელ მივიღეთ ფულერენების მოლეკულურ-კოლოიდური ხსნარები წყალში, ჩვენ შევეცადეთ ლაბორატორიაში გამოგვეყენებინა საბრძოლო წყლების არსი. მაგრამ ამისთვის აიღეს მაღალი სისუფთავის წყალი და დაამატეს ფულერენის წყალხსნარი ჰომეოპათიური დოზით. ამის შემდეგ მათ დაიწყეს ბიოლოგიური ტესტების ჩატარება სხვადასხვა მოდელებზე. შედეგები საოცარი იყო. პათოლოგიის თითქმის ნებისმიერ მოდელში ვხვდებით დადებით ბიოლოგიურ ეფექტს. ექსპერიმენტები 10 წელზე მეტია მიმდინარეობს. კარგად განლაგებული ექსპერიმენტით, ცოცხალ ორგანიზმში ნებისმიერი პათოლოგიური ცვლილება თითქმის ყოველთვის ცდილობს ნორმალურად დაბრუნებას. მაგრამ ეს არ არის მიზანმიმართული მოქმედების პრეპარატი და არა უცხო ქიმიური ნაერთი, არამედ მხოლოდ წყალში გახსნილი ნახშირბადის ბურთი. უფრო მეტიც, იქმნება შთაბეჭდილება, რომ ჰიდრატირებული ფულერენი მიდრეკილია " ნორმალური მდგომარეობაყველა ცვლილება სხეულში, სტრუქტურებში, რომლებიც მან წარმოქმნა მატრიცის სახით სიცოცხლის დაბადების პროცესში.