Fullereny: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
Bez shrnutí editace |
vandal, prosím blokovat značka: možné subjektivní formulace |
||
Řádek 1:
[[Soubor:Fullerene_c540.png|thumb|right|250px|Fulleren C<sub>540</sub>]]
'''Fullereny''' jsou [[molekula|molekuly]], tvořené [[atom]]y [[uhlík]]u uspořádanými do vrstvy z pěti- a šestiúhelníků s atomy ve vrcholech, která je prostorově svinuta do uzavřeného tvaru (nejčastěji do tvaru koule nebo elipsoidu). Vzhledem k této struktuře jsou mimořádně odolné vůči vnějším fyzikálním vlivům.
V dutině molekuly fullerenu může být uzavřený jiný atom, několik atomů či malá molekula.
Zatím nejstabilnější známý fulleren obsahuje 60 atomů uhlíku.<ref>
{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Petrásek
| jméno = Martin
| url = http://www.oknavesmiru.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=137&Itemid=57
| titul = Svět vesmíru
| kapitola = Diamanty už nejsou nejtvrdší!
| vydavatel =
| datum vydání = 2005-11-24
| datum přístupu = 2009-5-26
}}
</ref> Jeho čistá krystalická forma, která je tvrdší než [[diamant]], dostala název [[fullerit]].<ref>
{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Kratschmer
| jméno = W.
| spoluautoři = et al.
| titul = A new form of Carbon
| periodikum = Nature
| rok = 1990
| ročník = 347
| strany = 354
}}</ref>
Fullereny se uměle připravují nejčastěji [[pyrolýza|pyrolýzou]] organických sloučenin laserem.
Fullereny byly nazvány po americkém architektovi [[Buckminster Fuller|Buckminsteru Fullerovi]], který projektoval geodetické kopule podobného tvaru.
Za objev a studium vlastností fullerenů byla v roce [[1996]] udělena [[Nobelova cena za chemii]] [[Robert Curl|Robertu F. Curlovi]] a [[Richard Smalley|Richardu E. Smalleymu]] a [[Harold Kroto|Haroldu W. Krotoovi]]. V současné době je výzkum vlastností a metod přípravy fullerenů velmi intenzivně studován na řadě vědeckých institucí po celém světě.
== Objev a vlastnosti ==
V roce [[1992]] předpověděl [[P. R. Buseck]], že fullereny mohou být nalezeny ve [[fulgurit]]ech neboli [[sklo|sklech]] protavených úderem [[blesk]]u. 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 [[kov]]u, se jako základ používají i vyšší molekuly jako třeba C<sub>80</sub> či C<sub>82</sub>. 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.
[[Soubor:Fullerene-C60.png|thumb|right|250px|Buckminsterfullerene (C<sub>60</sub>)]]
Nejnověji se ukazuje možnost připravit i fullereny menší než C<sub>60</sub>, např. C<sub>36</sub>, a molekuly tvaru fullerenů složené i z jiných prvků než z uhlíku. Tzv. BN-fullereny například obsahují pouze [[Bor (prvek)|bór]] a [[dusík]].
Do molekulové mřížky fullerenů lze vložit některé malé molekuly, jako je např. vodík, helium či lithium. Takto vložené molekuly pak ovlivňují výsledné vlastnosti fullerenů.<ref>{{cite journal|doi=10.1039/b913766a|pmid=20111794|year=2010|month=Jan|author=Vougioukalakis, Gc; Roubelakis, Mm; Orfanopoulos, M|title=Open-cage fullerenes: towards the construction of nanosized molecular containers.|volume=39|issue=2|pages=817–44|journal=Chemical Society Reviews}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1021/ja00131a024|title=There Is a Hole in My Bucky|year=1995|author=Hummelen, Jan C.|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=117|pages=7003|last2=Prato|first2=Maurizio|last3=Wudl|first3=Fred}}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1021/jo070796l|year=2007|month=Aug|author=Roubelakis, Mm; Vougioukalakis, Gc; Orfanopoulos, M|title=Open-cage fullerene derivatives having 11-, 12-, and 13-membered-ring orifices: chemical transformations of the organic addends on the rim of the orifice.|volume=72|issue=17|pages=6526–33|issn=0022-3263|pmid=17655360|journal=The Journal of organic chemistry}}</ref><ref>[http://www.z-moravec.net/chemie/priprava-endohedralnich-fullerenu.php Příprava He@C60 a He2@C60 pomocí exploze]</ref>
== Typy fullerenů==
* buckyball klastry: nejmenší z nich je C<sub>20</sub>, ale nejčastější typ je C<sub>60</sub>
* polymerní: řetěze dvou a třídimenzionálních polymerů utvářených pod vysokým tlakem a teplotou;
* nano"onions": vícevrstvé sférické fullereny (využití jako mazivo)
Strukturu blízkou fullerenům (tedy tvořené vrstvou nebo několika málo vrstvami atomů uhlíku uspořádaných do pětiúhelníků a šestiúhelníků) mají:
* [[Grafen]] (nesvinutá vrstva)
* [[Uhlíkové nanotrubice|Uhlíkové nanotrubičky]] (vrstva svinuta do válcového tvaru)
== Příprava fullerenů ==
Jsou známy čtyři způsoby přípravy [[pyrolýza|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 [[laser]]em.
Postupný rozvoj průmyslové produkce významně snížil ceny fullerenů. Časově nejnáročnější fází celého procesu je separace jednotlivých fullerenů pomocí [[kapalinová chromatografie|kapalinové chromatografie]].
== 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 C<sub>60</sub> s [[Alkalické kovy|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]].
== Odkazy ==
=== Reference ===
<references />
=== Literatura ===
* {{Citace elektronické monografie
| příjmení = Sodomka
| jméno = Jaromír
| url = http://www.cvut.cz/pracoviste/odbor-rozvoje/dokumenty/hab_inaug/hp/2003/hp2003-05cz.pdf
| titul = Fullereny – struktura, vlastnosti a perspektivy použití v dopravě
| vydavatel = České vysoké učení technické v Praze, Fakulta dopravní
| datum vydání = 2002
| datum přístupu = 2009-5-26
| jazyk =
}}
=== Externí odkazy ===
{{commons|fullerene}}
{{wikiknihy|Fullereny a nanotrubičky}}
* {{en}} [http://www.sesres.com/PhysicalProperties.asp Properties of C60 fullerene]
* {{en}} [http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1996/smalley-autobio.html Richard Smalley's autobiography at Nobel.se]
* {{en}} [http://www.kroto.info/ Sir Harry Kroto's webpage]
* {{en}} [http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es0504/es0504page01.cfm Simple model of Fullerene.]
* {{en}} [http://worldandi.misto.cz/_MAIL_/article/nsapr99.html Rhonditic Steel]
* {{en}} [http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/Fullerene/solidstate.html Introduction to fullerites]
* {{en}} [http://www.vega.org.uk/video/programme/163 Bucky Balls, a short video explaining the structure of C60 by the Vega Science Trust]
* {{en}} [http://www.vega.org.uk/video/programme/231 Giant Fullerenes, a short video looking at Giant Fullerenes]
=== Související články ===
* [[Uhlíkové nanotrubice]]
* [[Šungit]]
* [[Grafen]]
[[Kategorie:Nanotechnologie]]
[[Kategorie:Sloučeniny uhlíku]]
[[Kategorie:Supravodiče]]
[[ar:فوليرين]]
[[be:Фулерэн]]
[[bg:Фулерен]]
[[bs:Fuleren]]
[[ca:Ful·lerè]]
[[da:Fulleren]]
[[de:Fullerene]]
[[el:Φουλερένιο]]
[[en:Fullerene]]
[[eo:Fulereno]]
[[es:Fullereno]]
[[et:Fullereen]]
[[eu:Fulereno]]
[[fa:فولرن]]
[[fi:Fullereeni]]
[[fr:Fullerène]]
[[fy:Fullereen]]
[[gu:ફુલરિન (Fullerene)]]
[[he:פולרן]]
[[hi:फुलेरेन]]
[[hr:Fuleren]]
[[hu:Fullerén]]
[[id:Fulerena]]
[[it:Fullereni]]
[[ja:フラーレン]]
[[ko:풀러렌]]
[[lmo:Fülereen]]
[[lt:Fulerenas]]
[[lv:Fullerēns]]
[[nl:Fullereen]]
[[no:Fulleren]]
[[pl:Fulereny]]
[[pt:Fulereno]]
[[ro:Fulerenă]]
[[ru:Фуллерен]]
[[sh:Fuleren]]
[[simple:Fullerene]]
[[sk:Fullerén]]
[[sr:Фулерен]]
[[su:Fullerin]]
[[sv:Fulleren]]
[[ta:ஃபுலரின்]]
[[th:ฟูลเลอรีน]]
[[tr:Fulleren]]
[[uk:Фулерени]]
[[vi:Fullerene]]
[[zh:富勒烯]]
| |||