Fullereny

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Fullereny jsou nově objevené sférické molekuly, složené z pěti- a šestičlenných kruhů atomů uhlíku. Prostorově jsou tyto molekuly uspořádány do kulovitého tvaru a jsou mimořádně odolné vůči vnějším fyzikálním vlivům. Byly nazvány po americkém architektovi Buckminsteru Fullerovi, který projektoval geodetické kupole podobného tvaru.

Zatím nejstabilnější známý fulleren obsahuje 60 atomů uhlíku.^[1] Jeho čistá krystalická forma, která je tvrdší než diamant, dostala název fullerit.^[2]

Fullereny se uměle připravují nejčastěji pyrolýzou organických sloučenin laserem.

Za objev a studium vlastností fullerenů byla v roce 1996 udělena Nobelova cena za chemii Robertu F. Curlovi a Richardu E. Smalleymu a Haroldu W. Krotoovi. V současné době je výzkum vlastností a metod přípravy fullerenů velmi intenzivně studován na řadě vědeckých institucí v celém světě.

Obsah 1 Objev a vlastnosti 2 Příprava fullerenů 3 Využití fullerenů 4 Reference 5 Literatura

[editovat] Objev a vlastnosti

V roce 1992 předpověděl P. R. Buseck, že fullereny mohou být nalezeny ve fulguritech neboli sklech protavených úderem blesku. O rok později tento předpoklad potvrdil T. K. Dally při výzkumu fulguritu ze Sheep Mountain v Coloradu.

Systematicky byly prozkoumány fullereny až do molekuly obsahující 96 atomů uhlíku. Organická chemie se nejvíce rozvíjí kolem molekul s 60 a 70 atomy. Pro metallofullereny, tedy fullereny které mají ve své dutině umístěn atom či i několik atomů kovu, se jako základ používají i vyšší molekuly jako třeba C80 či C82. Z fullerenů se odvozují i uhlíkaté nanotrubičky. Ty na jedné straně respektují hlavní topologický rys fullerenů - výstavba z proměnlivého počtu šestiúhelníků a dvanácti pětiúhelníků, jejich typickým tvarem je ale protažený válec. Vlastní fullereny přitom bývají tvarem poměrně blízké kouli.

Nejnověji se ukazuje možnost připravit i fullereny menší než C60, např. C36, a molekuly tvaru fullerenů složené i z jiných prvků než z uhlíku. Tzv. BN-fullereny například obsahují pouze bór a dusík.

[editovat] Příprava fullerenů

Jsou známy čtyři způsoby přípravy pyrolýzou:

• Rozhodující metoda přípravy využívá vypařování grafitu v elektrickém oblouku v atmosféře inertního plynu.
• Metoda přípravy fullerenu v plamenech různých organických látek se zatím příliš nevžila.
• Třetí metoda pracuje se slunečním zářením koncentrovaným pomocí zrcadla do ohniska, ve kterém je umístěn grafit.
• Poslední metoda využívá pyrolýzy organických sloučenin laserem.

Postupný rozvoj průmyslové produkce významně snížil ceny fullerenů. Časově nejnáročnější fází celého procesu je separace jednotlivých fullerenů pomocí kapalinové chromatografie.

[editovat] Využití fullerenů

Největší prostředky jsou v současnosti vynakládány na výzkum fullerenů jako nových perspektivních materiálů pro techniku. Mezi nejdůležitější vlastnosti patří jejich supravodivost. Ukázalo se, že je možno vytvářet sloučeniny C₆₀ s alkalickými kovy, které jsou supravodivé při teplotách 18 K i vyšších.

Dalším perspektivním oborem, kde se dá předpokládat jejich využití je lékařství. Např. by je šlo využít jako léčiva na AIDS. Pokud se vloží do okolí nádoru, nedochází při ozařování k poškození zdravé tkáně, protože tyto látky nevedou teplo.^[zdroj?]

[editovat] Reference

1. ↑ PETRÁSEK, Martin. Svět vesmíru [online]. 2005-11-24, [cit. 2009-05-26]. Kapitola Diamanty už nejsou nejtvrdší!. Dostupné online.
2. ↑ KRATSCHMER, W., et al. A new form of Carbon [online]. . S. 354.

[editovat] Literatura

• SODOMKA, Jaromír. Fullereny – struktura, vlastnosti a perspektivy použití v dopravě [online]. České vysoké učení technické v Praze, Fakulta dopravní, 2002, [cit. 2009-05-26]. Dostupné online.