Ein fullerene ist jedes Molekül zusammengesetzt völlig aus Kohlenstoff, in der Form eines hohlen Bereichs, Ellipsoids oder Tube. Kugelförmige fullerenes werden auch buckyballs genannt, und sie ähneln den im Vereinigungsfußball verwendeten Bällen. Zylindrische werden Kohlenstoff nanotubes oder buckytubes genannt. Fullerenes sind in der Struktur dem Grafit ähnlich, der aus aufgeschoberten graphene Platten von verbundenen sechseckigen Ringen zusammengesetzt wird; aber sie können auch fünfeckig (oder manchmal heptagonal) Ringe enthalten.

Der erste fullerene, der, und der Namensvetter der Familie, buckminsterfullerene (C) zu entdecken ist, war 1985 von Richard Smalley, Robert Curl, James Heath, Sean O'Brien und Harold Kroto an der Reisuniversität bereit. Der Name war eine Huldigung zum Volleren Buckminster, wessen geodätischen Kuppeln er ähnelt. Die Struktur wurde auch ungefähr fünf Jahre früher von Sumio Iijima von einem Elektronmikroskop-Image identifiziert, wo es den Kern "bucky Zwiebel gebildet hat." Wie man seitdem gefunden hat, sind Fullerenes in der Natur vorgekommen. Mehr kürzlich sind fullerenes im Weltraum entdeckt worden. Gemäß dem Astronomen Letizia Stanghellini, "ist Es möglich, dass buckyballs vom Weltraum Samen für das Leben auf der Erde zur Verfügung gestellt hat."

Die Entdeckung von fullerenes hat außerordentlich die Zahl bekannten Kohlenstoff allotropes ausgebreitet, die bis neulich auf den Grafit, Diamanten und amorphen Kohlenstoff wie Ruß und Holzkohle beschränkt wurden. Buckyballs und buckytubes sind das Thema der intensiven Forschung, sowohl für ihre einzigartige Chemie als auch für ihre technologischen Anwendungen, besonders in der Material-Wissenschaft, Elektronik und Nanotechnologie gewesen.

Geschichte

Der icosahedral CH Käfig wurde 1965 als eine mögliche topologische Struktur erwähnt. Die Existenz von C wurde von Eiji Osawa der Toyohashi Universität der Technologie 1970 vorausgesagt. Er hat bemerkt, dass die Struktur eines corannulene Moleküls eine Teilmenge der Fußballgestalt war, und er Hypothese aufgestellt hat, dass eine volle Ball-Gestalt auch bestehen konnte. Seine Idee wurde in japanischen wissenschaftlichen Zeitschriften berichtet, aber hat Europa oder die Amerikas nicht erreicht.

Auch 1970 hat R. W. Henson (dann der Atomenergie-Forschungserrichtung) die Struktur vorgeschlagen und hat ein Modell von C gemacht. Leider waren die Beweise für diese neue Form von Kohlenstoff sehr schwach und wurden sogar von seinen Kollegen nicht akzeptiert. Die Ergebnisse wurden nie veröffentlicht, aber wurden in Kohlenstoff 1999 anerkannt.

Unabhängig von Henson 1973 hat die Gruppe von Wissenschaftlern von der von Prof. Bochvar geleiteten UDSSR die mit dem Quant chemische Analyse der Stabilität von C gemacht und hat elektronische Struktur des Moleküls berechnet. Als in den letzten Fällen wurde die theoretische Vorhersage von der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht akzeptiert. Das Papier wurde 1973 in Verhandlungen der Akademie von UDSSR von Wissenschaften (in Russisch) veröffentlicht.

In der Massenspektrometrie sind getrennte Spitzen entsprechend Molekülen mit der genauen Masse von sechzig oder siebzig oder mehr Kohlenstoff-Atomen erschienen. 1985 ist Harold Kroto (dann der Universität von Sussex), James R. Heath, Sean O'Brien, Robert Curl und Richard Smalley, von der Reisuniversität, entdecktem C, und kurz danach gekommen, um den fullerenes zu entdecken. Kroto, Curl und Smalley wurden dem 1996-Nobelpreis in der Chemie für ihre Rollen in der Entdeckung dieser Klasse von Molekülen zuerkannt. C und anderer fullerenes wurden später bemerkt, außerhalb des Laboratoriums (z.B, im normalen Kerze-Ruß) vorkommend. Vor 1991 war es relativ leicht, gramm-große Proben von fullerene Puder mit den Techniken von Donald Huffman, Wolfgang Krätschmer und Konstantinos Fostiropoulos zu erzeugen. Reinigung von Fullerene bleibt eine Herausforderung an Chemiker und bestimmt weit gehend fullerene Preise. So genannte endohedral fullerenes haben Ionen oder kleine innerhalb der Käfig-Atome vereinigte Moleküle. Fullerene ist ein ungewöhnlicher Reaktionspartner in vielen organischen Reaktionen wie die 1993 entdeckte Reaktion von Bingel. Kohlenstoff nanotubes wurde 1991 anerkannt.

Minutenmengen des fullerenes, in der Form von C, C, C, C und C Molekülen, werden in der Natur erzeugt, die im Ruß verborgen ist, und haben sich durch Blitzentladungen in der Atmosphäre geformt. 1992 wurden fullerenes in einer Familie von Mineralen bekannt als Shungites in Karelia, Russland gefunden.

2010 fullerenes sind (C) in einer Wolke von kosmischem Staub entdeckt worden, der einen entfernten Stern 6500 Lichtjahre weg umgibt. Spitzer der verwendenden NASA Infrarotfernrohr die Wissenschaftler hat die unmissverständliche Infrarotunterschrift der Moleküle entdeckt. Herr Harry Kroto, der den 1996-Nobelpreis in der Chemie für die Entdeckung von buckyballs geteilt hat, hat kommentiert: "Dieser aufregendste Durchbruch stellt überzeugende Beweise zur Verfügung, dass der buckyball, weil ich lange verdächtigt habe, seit der in den dunklen Unterbrechungen unserer Milchstraße uralten Zeit bestanden hat."

Das Namengeben

Buckminsterfullerene (C) wurde nach Richard Buckminster Fuller, einem bekannten architektonischen Modellierer genannt, der die geodätische Kuppel verbreitet hat. Da buckminsterfullerenes eine dieser Sorte der Kuppel ähnliche Gestalt haben, wurde der Name passend gedacht. Da die Entdeckung der fullerene Familie gekommen ist, danach buckminsterfullerene wird der verkürzte Name 'fullerene' verwendet, um sich auf die Familie von fullerenes zu beziehen. Die Nachsilbe "ene" zeigt an, dass jedes C Atom covalently ist, der zu drei andere (statt des Maximums vier), eine Situation verpfändet ist, die klassisch der Existenz von Obligationen entsprechen würde, die zwei Paare von Elektronen ("Doppelbindungen") einbeziehen.

Typen von fullerene

Seit der Entdeckung von fullerenes 1985 haben sich Strukturschwankungen auf fullerenes gut außer den individuellen Trauben selbst entwickelt. Beispiele schließen ein:

• Buckyball-Trauben: Kleinstes Mitglied ist (ungesättigte Version von dodecahedrane), und das allgemeinste ist;
• nanotubes: hohle Tuben von sehr kleinen Dimensionen, einzelne oder vielfache Wände habend; potenzielle Anwendungen in der Elektronikindustrie;
• Megatuben: größer im Durchmesser als nanotubes und bereit mit Wänden der verschiedenen Dicke; potenziell verwendet für den Transport einer Vielfalt von Molekülen verschiedener Größen;
• Polymer: Kette, zweidimensionale und dreidimensionale Polymer werden unter Hochdruckhoch-Temperaturbedingungen gebildet; Polymer des einzelnen Ufers werden mit dem Weg von Atom Transfer Radical Addition Polymerization (ATRAP) gebildet;
• nano "Zwiebeln": Kugelförmige Partikeln, die auf vielfachen Kohlenstoff-Schichten gestützt sind, die einen buckyball Kern umgeben; vorgeschlagen für Schmiermittel;
• verbundener "Ball-Und-Kette" dimers: Zwei buckyballs haben sich durch eine Kohlenstoff-Kette verbunden;
• Fullerene-Ringe.

Buckyballs

Buckminsterfullerene

Buckminsterfullerene ist das kleinste fullerene Molekül, das fünfeckige und sechseckige Ringe enthält, in denen kein zwei Pentagon einen Rand teilt (der, als in pentalene destabilisieren kann). Es ist auch in Bezug auf das natürliche Ereignis am üblichsten, weil es häufig im Ruß gefunden werden kann.

Die Struktur von C ist ein gestutztes Ikosaeder, das einem Vereinigungsfußballball des Typs ähnelt, der aus zwanzig Sechsecken und zwölf Pentagon, mit einem Kohlenstoff-Atom an den Scheitelpunkten jedes Vielecks und eines Bandes entlang jedem Vieleck-Rand gemacht ist.

Das Diameter von van der Waals eines C Moleküls ist ungefähr 1.1 Nanometer (nm). Der Kern zum Kern-Diameter eines C Moleküls ist ungefähr 0.71 nm.

Das C Molekül hat zwei Band-Längen. 6:6 können Ringobligationen (zwischen zwei Sechsecken) als "Doppelbindungen" betrachtet werden und sind kürzer als 6:5 Obligationen (zwischen einem Sechseck und einem Pentagon). Seine durchschnittliche Band-Länge ist 1.4 Angströme.

Silikon buckyballs ist um Metallionen geschaffen worden.

Bor buckyball

Ein Typ von buckyball, der Bor-Atome statt des üblichen Kohlenstoff verwendet, wurde vorausgesagt und 2007 beschrieben. Die B Struktur, mit jedem Atom, das 5 oder 6 Obligationen bildet, wird vorausgesagt, um stabiler zu sein, als der C buckyball. Ein Grund dafür, das von den Forschern gegeben ist, besteht darin, dass der B-80 wirklich mehr der ursprünglichen geodätischen Kuppel-Struktur ähnlich ist, die durch den Volleren Buckminster verbreitet ist, der Dreiecke aber nicht Sechsecke verwendet. Jedoch ist diese Arbeit viel Kritik durch Quant-Chemiker unterworfen gewesen, als es beschlossen wurde, dass das vorausgesagte ich symmetrische Struktur war Schwing-nicht stabil und der resultierende Käfig, eine spontane Symmetrie-Brechung erlebe, einen gerunzelten Käfig mit der seltenen T Symmetrie (Symmetrie eines Volleyballs) nachgebend. Die Zahl von Sechs-Mitglieder-Ringen in diesem Molekül ist 20, und die Zahl von Fünf-Mitglieder-Ringen ist 12. Es gibt ein zusätzliches Atom im Zentrum jedes Sechs-Mitglieder-Rings, der zu jedem Atom verpfändet ist, das es umgibt.

Anderer buckyballs

Ein anderer ziemlich allgemeiner fullerene ist C, aber fullerenes mit 72, 76, 84 und sogar bis zu 100 Kohlenstoff-Atome werden allgemein erhalten.

In mathematischen Begriffen ist die Struktur eines fullerene ein dreiwertiges konvexes Polyeder mit fünfeckigen und sechseckigen Gesichtern. In der Graph-Theorie bezieht sich der Begriff fullerene auf jeden 3-regelmäßigen, planaren Graphen mit allen Gesichtern der Größe 5 oder 6 (einschließlich des Außengesichtes). Es folgt aus der Polyeder-Formel von Euler, V  E + F = 2 (wo V, E, F die Zahlen von Scheitelpunkten, Rändern und Gesichtern sind), dass es genau 12 Pentagon in einem fullerene und V/2  10 Sechsecke gibt.

Der kleinste fullerene ist der dodecahedral C. Es gibt keinen fullerenes mit 22 Scheitelpunkten. Die Zahl von fullerenes C wächst mit der Erhöhung n = 12, 13, 14... grob im Verhältnis zu n. Zum Beispiel gibt es 1812 nichtisomorphe fullerenes C. Bemerken Sie, dass nur eine Form von C, der buckminsterfullerene Deckname gestutztes Ikosaeder, kein Paar des angrenzenden Pentagons (das kleinste solcher fullerene) hat. Um weiter das Wachstum zu illustrieren, gibt es 214,127,713 nichtisomorphe fullerenes C, von denen 15,655,672 kein angrenzendes Pentagon haben.

Kohlenstoff von Trimetasphere nanomaterials wurde von Forschern an Virginia Tech entdeckt und exklusiv von Luna Neuerungen lizenziert. Diese Klasse von neuartigen Molekülen umfasst 80 Kohlenstoff-Atome das Formen eines Bereichs, der einen Komplex von drei Metallatomen und einem Stickstoff-Atom einschließt. Diese fullerenes fassen Metalle kurz zusammen, der sie in der Teilmenge stellt, die auf als metallofullerenes verwiesen ist. Trimetaspheres haben das Potenzial für den Gebrauch in der Diagnostik (als sichere Bildaufbereitungsagenten), Therapeutik und in organischen Sonnenzellen.

Kohlenstoff nanotubes

Nanotubes sind zylindrischer fullerenes. Diese Tuben von Kohlenstoff sind gewöhnlich nur einige Nanometer breit, aber sie können sich von weniger als einem Mikrometer bis mehrere Millimeter in der Länge erstrecken. Sie haben häufig Enden geschlossen, aber können ebenso unbegrenzt sein. Es gibt auch Fälle, in denen die Tube im Durchmesser vor dem Sperren abnimmt. Ihre einzigartige molekulare Struktur läuft auf außergewöhnliche makroskopische Eigenschaften, einschließlich der hohen Zugbelastung, des hohen elektrischen Leitvermögens, der hohen Dehnbarkeit hinaus, heizen Sie hoch Leitvermögen und chemische Verhältnisuntätigkeit (weil es zylindrisch und "planar" "ist" — d. h. hat es keine "ausgestellten" Atome, die leicht versetzt werden können). Ein vorgeschlagener Gebrauch von Kohlenstoff nanotubes ist in Papierbatterien, entwickelt 2007 von Forschern am Polytechnikum von Rensselaer. Ein anderer hoch spekulativer vorgeschlagener Gebrauch im Feld von Raumtechnologien soll höherfeste durch einen Raumaufzug erforderliche Kohlenstoff-Kabel erzeugen.

Kohlenstoff nanobuds

Nanobuds sind durch das Hinzufügen buckminsterfullerenes zu Kohlenstoff nanotubes erhalten worden.

Fullerite

Fullerites sind die Halbleitermanifestation von fullerenes und verwandten Zusammensetzungen und Materialien.

"Ultraharter fullerite" ist ein ins Leben gerufener Begriff oft hat gepflegt, durch die Verarbeitung der Hochdruckhohen Temperatur (HPHT) von fullerite erzeugtes Material zu beschreiben. Solche Behandlung wandelt fullerite in eine Nanocrystalline-Form des Diamanten um, der, wie man berichtet hat, bemerkenswerte mechanische Eigenschaften ausgestellt hat.

Eigenschaften

Für das letzte Jahrzehnt sind die Chemikalie und physikalischen Eigenschaften von fullerenes ein heißes Thema im Forschungsgebiet und der Entwicklung gewesen, und werden wahrscheinlich fortsetzen, seit langem zu sein. Populäre Wissenschaft hat Artikel über den möglichen Gebrauch von fullerenes in der Rüstung veröffentlicht. Im April 2003 waren fullerenes unter der Studie für den potenziellen medizinischen Gebrauch: Das Verpflichten spezifische Antibiotika zur Struktur, widerstandsfähige Bakterien ins Visier zu nehmen und sogar bestimmte Krebs-Zellen wie Melanom ins Visier zu nehmen. Das Problem im Oktober 2005 der Chemie & Biologie enthält einen Artikel, der den Gebrauch von fullerenes als Licht-aktivierte antimikrobische Agenten beschreibt.

Im Feld der Nanotechnologie sind Hitzewiderstand und Supraleitfähigkeit einige der schwerer studierten Eigenschaften.

Eine übliche Methodik, die verwendet ist, um fullerenes zu erzeugen, soll einen großen Strom zwischen zwei nahe gelegenen Grafit-Elektroden in einer trägen Atmosphäre senden. Der resultierende Kohlenstoff-Plasmakreisbogen zwischen den Elektroden wird in den rußigen Rückstand kühl, von dem viele fullerenes isoliert werden können.

Es gibt viele Berechnungen, die mit ab initio auf fullerenes angewandte Quant-Methoden getan worden sind. Durch DFT und TD-DFT Methoden kann man IR, Raman und Spektren von UV erhalten. Ergebnisse solcher Berechnungen können im Vergleich zu experimentellen Ergebnissen sein.

Aromaticity

Forscher sind im Stande gewesen, die Reaktionsfähigkeit von fullerenes zu vergrößern, indem sie energische Gruppen ihren Oberflächen beifügen. Buckminsterfullerene stellt "superaromaticity" nicht aus: D. h. die Elektronen in den sechseckigen Ringen tun nicht delocalize über das ganze Molekül.

Ein kugelförmiger fullerene von n Kohlenstoff-Atomen hat n Pi verpfändende Elektronen, die zu delocalize frei sind. Diese sollten zu delocalize über das ganze Molekül versuchen. Die Quant-Mechanik solch einer Einordnung sollte einer Schale nur des wohl bekannten Quants mechanische Struktur eines einzelnen Atoms, mit einer stabilen gefüllten Schale für n = 2, 8, 18, 32, 50, 72, 98, 128, usw. ähnlich sein; d. h. zweimal eine vollkommene Quadratzahl; aber diese Reihe schließt 60 nicht ein. Das 2 (N + 1) Regel (mit der N ganzen Zahl) für kugelförmigen aromaticity ist die dreidimensionale Entsprechung der Regierung von Hückel. Die 10 + cation würden diese Regel befriedigen und sollten aromatisch sein. Wie man gezeigt hat, ist das mit dem Quant das chemische Modellieren der Fall gewesen, das die Existenz von starken diamagnetic Bereich-Strömen im cation gezeigt hat.

Infolgedessen, C in Wasser neigt dazu, noch zwei Elektronen aufzunehmen und ein Anion zu werden. Der nC, der unten beschrieben ist, kann das Ergebnis von C sein, der versucht, ein loses metallisches Band zu bilden.

Chemie

Fullerenes sind stabil, aber nicht völlig unreaktiv. Die sp-hybridized Kohlenstoff-Atome, die an ihrem Energieminimum im planaren Grafit sind, müssen gebogen werden, um den geschlossenen Bereich oder die Tube zu bilden, die Winkelbeanspruchung erzeugt. Die charakteristische Reaktion von fullerenes ist electrophilic Hinzufügung an 6,6 Doppelbindungen, die Winkelbeanspruchung durch das Ändern sp-hybridized von Kohlenstoff in sp-hybridized reduziert. Die Änderung in gekreuztem orbitals veranlasst die Band-Winkel, von ungefähr 120 ° im sp orbitals zu ungefähr 109.5 ° im sp orbitals abzunehmen. Diese Abnahme in Band-Winkeln berücksichtigt die Obligationen, um sich weniger zu biegen, wenn sie den Bereich oder die Tube, und so schließt, das Molekül wird stabiler.

Andere Atome können innen fullerenes gefangen werden, um Einschließungszusammensetzungen bekannt als endohedral fullerenes zu bilden. Ein ungewöhnliches Beispiel ist gestalteter fullerene des Eies TbN@C, der die isolierte Pentagonregel verletzt. Neue Beweise für einen Meteor-Einfluss am Ende der Periode von Permian wurden durch das Analysieren edlen so bewahrten Benzins gefunden. Mit Sitz in Metallofullerene impft das Verwenden des rhonditic Stahlprozesses ein beginnen Produktion als einer des ersten gewerblich lebensfähigen Gebrauches von buckyballs.

Löslichkeit

Fullerenes sind in vielen Lösungsmitteln sparsam auflösbar. Allgemeine Lösungsmittel für den fullerenes schließen aromatics wie Toluol ein, und andere mögen Kohlenstoff-Disulfid. Lösungen reinen buckminsterfullerene haben eine tiefpurpurrote Farbe. Lösungen von C sind ein rötlichbrauner. Höher fullerenes C zu C haben eine Vielfalt von Farben. C hat zwei optische Formen, während ander höher fullerenes mehrere strukturelle isomers haben. Fullerenes sind der einzige bekannte allotrope von Kohlenstoff, der in allgemeinen Lösungsmitteln bei der Raumtemperatur aufgelöst werden kann.

Einige fullerene Strukturen sind nicht auflösbar, weil sie eine kleine Band-Lücke zwischen dem Boden und den aufgeregten Staaten haben. Diese schließen den kleinen fullerenes C, C und C ein. Die C Struktur ist auch in dieser Klasse, aber die endohedral Version mit einem gefangenen Lanthanide-Gruppenatom ist wegen der Wechselwirkung des Metallatoms und der elektronischen Staaten des fullerene auflösbar. Forscher waren durch C ursprünglich verwirrt worden abwesend in fullerene plasmaerzeugter Ruß-Extrakt zu sein, aber haben in endohedral Proben gefunden. Kleine Band-Lücke fullerenes ist hoch reaktiv und bindet zu anderem fullerenes oder zu Ruß-Partikeln.

Lösungsmittel, die im Stande sind, buckminsterfullerene aufzulösen (C und C) werden am linken in der Ordnung von der höchsten Löslichkeit verzeichnet. Der gegebene Löslichkeitswert ist die ungefähre durchtränkte Konzentration.

Die Löslichkeit von C in einigen Lösungsmitteln zeigt ungewöhnliches Verhalten wegen der Existenz von solvate Phasen (Entsprechungen von crystallohydrates). Zum Beispiel zeigt die Löslichkeit von C in der Benzol-Lösung Maximum an ungefähr 313 K. Die Kristallisierung von der Benzol-Lösung bei Temperaturen unter dem Maximum läuft auf Bildung von triklinem festem solvate mit vier Benzol-Molekülen C hinaus · 4CH, der in Luft ziemlich nicht stabil ist. Aus der Lösung zersetzt sich diese Struktur in üblichen fcc C in wenigen Minuten. Bei Temperaturen über dem Löslichkeitsmaximum ist der solvate nicht stabil, selbst wenn versunken in die gesättigte Lösung und mit der Bildung von fcc C schmilzt. Die Kristallisierung bei Temperaturen über dem Löslichkeitsmaximum läuft auf Bildung von reinem fcc C hinaus. Millimeter-große Kristalle von C und C können von der Lösung sowohl für solvates als auch für reinen fullerenes angebaut werden.

Quant-Mechanik

1999 haben Forscher von der Universität Wiens demonstriert, dass Dualität der Welle-Partikel für Moleküle wie fullerene gegolten hat. Einer der Mitverfasser dieser Forschung, Julian Voss-Andreae, hat mehrere Skulpturen seitdem geschaffen, die Dualität der Welle-Partikel in fullerenes symbolisieren (sieh Fullerenes in der populären Kultur für mehr Detail).

Wissenschaftsschriftsteller Marcus Chown hat auf den CBC Radioshow-Marotten und Quarken im Mai 2006 festgestellt, dass Wissenschaftler versuchen, buckyballs das Quant-Verhalten von vorhandenen in zwei Plätzen sofort (Quant-Überlagerung) ausstellen zu lassen.

Sicherheit und Giftigkeit

Moussa u. a. (1996-7) hat in der vivo Giftigkeit von C danach intra-peritoneal Regierung von großen Dosen studiert. Keine Beweise der Giftigkeit wurden gefunden, und die Mäuse haben eine Dosis von 5 000 Mg/Kg des Körpergewichts (BW) geduldet. Mori u. a. (2006)

konnte Giftigkeit in Nagetieren für C und C Mischungen nach der mündlichen Regierung einer Dosis von BW von 2 000 Mg/Kg nicht finden und hat Beweise von genotoxic oder mutagenic Potenzial in vitro nicht beobachtet.

Andere Studien konnten die Giftigkeit von fullerenes nicht gründen: im Gegenteil, die Arbeit von Gharbi u. a. (2005) hat darauf hingewiesen, dass wässrige C Suspendierungen, die scheitern, akute oder subakute Giftigkeit in Nagetieren zu erzeugen, auch ihre Lebern auf eine von der Dosis abhängige Weise gegen den frei-radikalen Schaden schützen konnten.

Eine umfassende und neue Rezension auf der fullerene Giftigkeit wird von Kolosnjaj gegeben u. a. (2007a, b, c). Diese Autoren prüfen die Arbeiten an der fullerene Giftigkeit nach, die am Anfang der 1990er Jahre beginnt, zu präsentieren, und zu beschließen, dass sehr wenige seit der Entdeckung von fullerenes gesammelte Beweise anzeigen, dass C toxisch ist.

Bezüglich nanotubes, einer neuen Studie durch Polen u. a. (2008) auf Kohlenstoff nanotubes eingeführt in die Unterleibshöhle von Mäusen hat die Autoren dazu gebracht, Vergleiche zu "Asbest ähnlichem pathogenicity" vorzuschlagen. Es sollte bemerkt werden, dass das nicht eine Einatmungsstudie war, obwohl es mehrere gegeben hat, die in der Vergangenheit durchgeführt sind, deshalb ist es vorzeitig zu beschließen, dass, wie man betrachten sollte, nanotubes ein toxikologisches Asbest ähnliches Profil hat. Umgekehrt, und vielleicht veranschaulichend dessen, wie die verschiedenen Klassen von Molekülen, die unter dem allgemeinen Begriff fullerene fallen, eine breite Reihe von Eigenschaften bedecken, hat Sayes. gefunden, dass in der vivo Einatmung von C (OH) und nano-C in Ratten keine Wirkung gegeben hat, wohingegen in Vergleich-Quarz Partikeln eine entzündliche Antwort unter denselben Bedingungen erzeugt haben. Wie oben angegeben sind nanotubes im chemischen und den physikalischen Eigenschaften zu C ziemlich verschieden, d. h. Molekulargewicht, Gestalt, Größe, physikalische Eigenschaften (wie Löslichkeit) sind alle sehr verschieden, so von einer toxikologischen Einstellung sind verschiedene Ergebnisse für C und nanotubes jede Diskrepanz in den Ergebnissen nicht andeutend.

man toxikologische Daten denkt, muss Sorge genommen werden, um als notwendig dazwischen zu unterscheiden, was normalerweise fullerenes genannt wird: (C, C...); Fullerene-Ableitungen: C oder anderer fullerenes mit covalently hat chemische Gruppen verpfändet; Fullerene-Komplexe (z.B, Wasser-Solubilized mit surfactants, wie C-PVP; Komplexe des Gastgebers-Gasts, solcher als mit cyclodextrin), wo der fullerene zu einem anderen Molekül physisch gebunden wird; C nanoparticles, die fest-phasige Anhäufungen von C crystallites erweitert werden; und nanotubes, die allgemein (in Bezug auf das Molekulargewicht und die Größe) Moleküle viel größer sind, und in der Gestalt zum sphäroidischen fullerenes C und C verschieden sind, sowie verschiedene Chemikalie und physikalische Eigenschaften zu haben.

Die obengenannten verschiedenen Moleküle messen die Reihe von unlöslichen Materialien entweder in wasserquellfähigen oder in lipophilic Medien, zum wasserquellfähigen, lipophilic, oder sogar amphiphilic Moleküle, und mit anderen unterschiedlichen physischen und chemischen Eigenschaften ab. Deshalb ergibt sich jede breite Generalisation, die zum Beispiel extrapoliert, aus C zu nanotubes oder ist umgekehrt nicht möglich, obwohl technisch alle fullerenes sind, weil der Begriff als ein Ende-eingesperrtes Vollkohlenstoff-Molekül definiert wird. Jede Extrapolation von Ergebnissen von einem Molekül zu anderen Molekülen muss Rücksichten in Betracht ziehen, die auf einer quantitativen Strukturanalyse-Beziehungsstudie (QSARS) gestützt sind, die größtenteils abhängt, wie nahe die Moleküle unter der Rücksicht in physischen und chemischen Eigenschaften sind.

Supraleitfähigkeit

Chirality

Ein fullerenes (z.B. C, C, C, und sind C) von Natur aus chiral, weil sie D-symmetric sind und erfolgreich aufgelöst worden sind. Forschungsanstrengungen sind andauernd, um spezifische Sensoren für ihren enantiomers zu entwickeln.

Verwenden Sie in der Forschung

Während vorige Krebs-Forschung mit Strahlentherapie verbunden gewesen ist, ist Photodynamische Therapie für die Studie wichtig, weil Durchbrüche in Behandlungen für Geschwulst-Zellen mehr Optionen Patienten mit verschiedenen Bedingungen geben werden. Das neuere Experiment-Verwenden Zellen von HeLa in der Krebs-Forschung ist mit der Entwicklung von neuem photosensitizers mit der vergrößerten Fähigkeit verbunden, von Krebs-Zellen gefesselt zu sein und noch Zelltod auszulösen. Es ist auch wichtig, dass ein neuer photosensitizer im Körper seit langem nicht bleibt, um unerwünschten Zellschaden zu verhindern.

Fullerenes kann veranlasst werden, von Zellen von HeLa gefesselt zu sein. Die C Ableitungen können an die Zellen durch das Verwenden der funktionellen Gruppen L-phenylalanine, folic Säure und L-arginine unter anderen geliefert werden.

Der Zweck für functionalizing der fullerenes soll die Löslichkeit des Moleküls durch die Krebs-Zellen vergrößern. Krebs-Zellen nehmen diese Moleküle an einer vergrößerten Rate wegen eines upregulation von Transportvorrichtungen in der Krebs-Zelle auf, in diesem Fall werden Aminosäure-Transportvorrichtungen im L-arginine und den L-phenylalanine funktionellen Gruppen des fullerenes bringen.

Einmal gefesselt von den Zellen würden die C Ableitungen auf die leichte Radiation dadurch reagieren, molekularen Sauerstoff in reaktiven Sauerstoff zu verwandeln, der apoptosis in den Zellen von HeLa und anderen Krebs-Zellen auslöst, die das fullerene Molekül absorbieren können. Diese Forschung zeigt, dass eine reaktive Substanz Krebs-Zellen ins Visier nehmen und dann durch die leichte Radiation ausgelöst werden kann, Schaden an Umgebungsgeweben minimierend, während sie Behandlung erlebt.

Wenn gefesselt, von Krebs-Zellen und ausgestellt, um Radiation anzuzünden, beschädigt die Reaktion, die reaktiven Sauerstoff schafft, die DNA, Proteine und lipids, die die Krebs-Zelle zusammensetzen. Dieser Zellschaden zwingt die krebsbefallene Zelle, apoptosis durchzugehen, der zur Verminderung der Größe einer Geschwulst führen kann. Sobald die leichte Strahlenbehandlung beendet wird, wird der fullerene die freien Radikalen wiederabsorbieren, um Schaden anderer Gewebe zu verhindern. Da sich diese Behandlung auf Krebs-Zellen konzentriert, ist es eine gute Auswahl für Patienten, deren Krebs-Zellen innerhalb der Reichweite der leichten Radiation sind. Als diese Forschung in die Zukunft weitergeht, in die sie im Stande sein wird, tiefer in den Körper und effektiver gefesselt von Krebs-Zellen einzudringen.

Populäre Kultur

Beispiele von fullerenes in der populären Kultur sind zahlreich. Fullerenes ist in der Fiktion erschienen, kurz bevor Wissenschaftler ernstes Interesse an ihnen gehabt haben. Im Neuen Wissenschaftler hat es gepflegt, eine wöchentliche Säule genannt "Daedalus" zu geben, der von David Jones geschrieben ist, der humorvolle Beschreibungen von unwahrscheinlichen Technologien enthalten hat. 1966 hat Jones vorgeschlagen, dass es möglich sein kann, riesige hohle Kohlenstoff-Moleküle durch das Verzerren eines Flugzeugs sechseckiges Netz durch die Hinzufügung von Unreinheitsatomen zu schaffen.

Am 4. September 2010 hat Google einen interaktiv drehbaren fullerene C als der zweite 'o' in ihrem Firmenzeichen verwendet, um den 25. Jahrestag der Entdeckung des fullerenes zu feiern.

Siehe auch

• Buckypaper
• Gestutzter rhombischer triacontahedron
• Dodecahedrane
• Carbocatalysis
• Fullerene Ligands

Links

• Eigenschaften von C fullerene
• Die Autobiografie von Richard Smalley an Nobel.se
• Der webpage von Herrn Harry Kroto
• Einfaches Modell von Fullerene.
• Rhonditic Stahl
• Einführung in fullerites
• Bucky Bälle, ein kurzes Video, das die Struktur von C durch das Wissenschaftsvertrauen von Vega erklärt
• Riesiger Fullerenes, ein kurzes Video, das auf den Riesen Fullerenes schaut