Fullerēns

Bakminsterfullerēna molekulas uzbūve

Fullerēns ir oglekļa alotropiskais veids - slēgta tipa molekulas C₃₂, C₆₀, C₇₀, C₉₀ u.c. Vispazīstamākais un visplašāk pielietotais fullerēns ir C₆₀, kas savas simetrijas un stabilitātes dēļ ir izraisījis lielu interesi daudzos zinātniekos.

Vēsture

Līdz pat 1985. gadam vidum bija pazīstami divi galvenie oglekļa alotropiskie veidi - dimants un grafīts. Dimants ir ciets, caurspīdīgs un inerts kristāls. Grafīts savukārt ir mīksts, necaurspīdīgs, tumši pelēkā krāsā ar metālisku spīdumu. 1985. gadā Saseksas Universitātes un Raisas Universitātes zinātnieki Roberts Kērls, Harolds Kroto un Ričards Smallijs atklāja jaunu vielu - fullerēnu, kas pēc savām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām līdzinās grafītam. Smallija vadībā tika veikts pirmais eksperiments, lai pierādītu C₆₀ eksistenci. Fullerēnu ieguva, sadedzinot grafīta stieni hēlija atmosfērā augsta vakuuma iekārtā.

1990. gadā Kretšmers, Jostinopals un Hofmans pilnveidoja fullerēnu iegūšanas mehānismu. Viņi sadedzināja grafīta stieni un darba gaitā radušos sodrējus apstrādāja tālāk. Ar ekstrakcijas palīdzību viņi atdalīja fullerēnus no sodrējiem. Tad ar hromatogrāfijas palīdzību fullerēni tika sadalīti frakcijās C₆₀, C₇₀ utt. Eksperimentā atklāja, ka fullerēna molekulas struktūra ir ļoti simetriska un līdzinās futbolbumbai.

Nosaukums

Vārds fullerēns jeb pilnā nosaukumā bakminsterfullerēns atvasināts no amerikāņu arhitekta un inženiera Ričarda Bakminstera Fulera vārda. Šis cilvēks ir ģeodēziskās velves autors. Pamanot fullerēna C₆₀ strukturālo līdzību ar ģeodēzisko velvi, zinātnieki izvēlējās terminu bakminsterfullerēns. Tikai vairākus gadus vēlāk tika atklāts, ka C₆₀ ir viens no veselas molekulu klases pārstāvjiem.

Fullerēnu izpēte Latvijā

• 1991. gada nogalē uz Latviju tika atvesta gan informācija par fullerēnu, gan fullerēnu C₆₀ un C₇₀ paraugi.
• 1992. gadā tika realizēta fullerēna iegūšana elektriskajā lokā. To veica LZA Fizikālās enerģētikas institūta pētnieks Jānis Kalnačs. Šajā pašā laikā tika veikta arī fullerēnu maisījuma sadalīšana ar hromatogrāfisko metodi. Ar to nodarbojās S. Aļeksandrovs un Austris Puplovskis.
• 1992. gada nogalē tika uzsākti eksperimenti ar tīru C₆₀ fullerēnu
• 1995. gadā Māra Plotniece uzsāka eksperimentus nolūkā iegūt aldehīdgrupas saturošus fullerēna atvasinājumus.
• 1997. gadā Ojārs Neilands, Austris Puplovskis un Jānis Kacens žurnālā "Tetrahedron letters" publicēja īsā formāta rakstu par fullerēniem: "New Route for [60]Fullerene Functionalisation in [4+2] Cycloaddition Reaction Using Indene"
• 2005. gadā Māra Plotniece aizstāvēja promocijas darbu "Fullerēna C60 ciklopievienošanās reakcijas un reakcijas sānu ķēdē"

Skatīt arī

• Ogleklis
• Nanotehnoloģija

Ārējās saites

• Fullerēnu un nanocaurulīšu galerija