Fullerene과 그 유형

Fullerenes 분자는 단일 및 이중 결합에 의해 결합 된 탄소 원자로 구성되어 5 ~ 7 개의 원자의 융합 링을 갖는 폐쇄 또는 부분적으로 폐쇄 된 네트워크를 형성하는 탄소 원자의 동반 로프입니다. 그래 핀 (흑연의 분리 된 원자 층)은 일반 육각형 고리의 평면 그리드 이며이 패밀리의 극단적 인 구성원으로 볼 수 있습니다.폐쇄-격자 토폴로지를 갖는 풀러렌은 비공식적으로 그들의 경험적 공식 CN으로 표현되며, 일반적으로 CN은 탄소 원자의 수입니다. 그러나 N의 특정 값에는 하나 이상의 이성질체가 존재할 수 있습니다.

이 가족은 가장 유명한 멤버 인 Buckminsterfullerene (C60)의 이름을 따서 명명되었으며, 그 결과 Buckminsterfuller의 이름을 따서 명명되었습니다. Blocked Fullerenes, 특히 C60은 Football Association Standard Ball ("Soccer Football ")과 유사하기 때문에 비공식적으로 Buckyballs로 알려져 있습니다. 중첩 폐쇄 풀러 렌스는 Bucky 양파라고 불립니다. 실린 론적 풀러렌은 탄소 나노 튜브 또는 버키 튜브로도 알려져 있습니다.

Fullerenes는 얼마 동안 예측되었지만 1985 년 우발적 인 합성까지 본질적으로 그리고 외부 공간에서 발견되지 않았습니다. Fullerenes의 발견은 이전에 흑연, 다이아몬드 및 비정규로 제한된 알려진 탄소 동종 트로프의 수를 크게 확장했습니다. Soot 및 Charcoal과 같은 탄소는 화학 및 기술 응용 분야, 특히 재료 과학, 전자 및 나노 기술 분야에서 집중적 인 연구의 대상이되었습니다.

유형

뚜렷한 특성과 응용 분야를 가진 2 개의 주요 패밀리가 있습니다 : 폐쇄 된 버키 볼과 열린 원통형 탄소 나노 튜브. 그러나 하이브리드 구조는이 두 클래스 사이에, 예 : 반구형 메쉬로 덮인 탄소 나노버드 나노 튜브와 같은이 두 클래스 사이에 존재합니다. "

Buckminsterfullerene

Buckminsterfullerene은 오각형 및 육각형 고리를 함유하는 가장 작은 풀러렌 분자이며, 두 개의 펜타곤은 가장자리를 공유하지 않습니다 (펜타 디엔처럼 불안정 할 수 있음). .

Buckminsterfullerene의 경험적 공식은 c

60, 그 구조는 20 개의 헥사곤과 12 개의 펜타곤으로 구성된 연합 축구 공과 유사한 잘린 아이코사이드 드론이며, 각 다각형은 척에 탄소 원자가 있고 각 다각형은 가장자리가 있습니다.Buckminsterfullerene 분자의 Van der 발상 직경은 약 1.1 나노 미터 (NM)이며 Buckminster Fullerene 분자의 코어 직경은 약 0.71 nm입니다.Buckminsterfullerene 분자는 2 개의 결합 길이를 갖습니다. 6 : 6 고리 결합 (두 헥사 곤 사이)은 "이중 결합 "로 간주 될 수 있으며 6 : 5 고리 결합 (육각형과 국방부 사이)보다 짧습니다. 평균 결합 길이는 1.4Å입니다.

다른 Fullerenes

상당히 일반적인 풀러렌은 경험적 공식을 가지고 있습니다. c70. 그러나 72, 76, 84 또는 최대 100 개의 탄소 원자가있는 풀러렌이 일반적으로 얻어진다.가능한 가장 작은 풀러렌은 dodecahedral c20. 22 개의 정점에는 Fullerene이 없습니다. 풀러렌 C2N의 수는 N = 12, 13, 14로 증가하며, N9에 대략 비례합니다 (OEI의 서열 A007894). 예를 들어, 1812 비 이소성 풀러 렌스 c60. 한 가지 형태의 c가 있음을 알 수 있습니다60, Buckminsterfullerene, 인접한 펜타곤 (가장 작은 풀러 렌)이없는 Buckminsterfullerene.15,655,672 명은 인접한 펜타곤이 없습니다. 온라인으로 출판되고 나열된 많은 풀러렌 이성질체의 최적화 된 구조.

헤테로 폴리 렌스는 케이지 또는 튜브 구조의 탄소를 대체하는 헤테로 원자가를 가지고 있으며 1993 년에 전체적으로 풀러 렌스의 전체 클래스를 크게 확장하고 표면에 채권을 매달릴 수 있습니다. 보론, 질소 및 산소 및 포스 포스 유도체가 포함됩니다.

탄소 나노 튜브

탄소 나노 튜브는 원통형 풀러 렌스이며,이 탄소 튜브는 일반적으로 몇 나노 미터 너비이지만 미크론 미만에서 몇 밀리미터까지 길이가 다양 할 수 있습니다. 일반적으로 닫힌 끝이 있지만 개방 될 수 있습니다. 독특한 분자 구조는 높은 인장 강도, 높은 전기 전도도, 높은 연성, 높은 열전도율 및 상대 화학적 불활성을 포함한 특별한 거시적 특성을 초래합니다 (원통형 및 "planar "이기 때문에 튜브가 닫히기 전에 직경이 감소합니다. , 2007 년 Rensselaer Polytechnic Institute의 연구원들이 개발 한 탄소 나노 튜브의 하나의 제안 된 사용은 종이 배터리에 있습니다. 우주 기술에서 고도로 추측 된 또 다른 사용은 우주 엘리베이터에 필요한 고강도 탄소 케이블을 생산하는 것입니다.