August 1, 2018
في أوائل عام 2000 ، كانت الخواص الكيميائية والفيزيائية للفوليرين موضوعًا ساخنًا في مجال البحث والتطوير. ناقش العلم الشعبي الاستخدامات الممكنة من الفوليرين (الجرافين) في الدروع . [41] في أبريل 2003 ، كانت الفوليرينز قيد الدراسة للاستخدام الطبي المحتمل : مضادات حيوية معينة ملزمة للهيكل لاستهداف البكتيريا المقاومة وحتى تستهدف بعض الخلايا السرطانية مثل الميلانوما . احتوى العدد الصادر في أكتوبر 2005 من الكيمياء والأحياء على مقال يصف استخدام الفوليرين كعوامل مضادة للميكروبات تنشط الضوء. [42]
في مجال تكنولوجيا النانو ، تعتبر المقاومة للحرارة والموصلية الفائقة بعض الخصائص المدروسة بشكل أكبر.
الطريقة الشائعة لإنتاج الفوليرين هي إرسال تيار كبير بين قطبين جرافيت قريبين في جو خامل . إن قوس البلازما الكربوني الناتج بين الأقطاب يبرد إلى بقايا منبهة يمكن من خلالها عزل العديد من الفوليرين.
هناك العديد من العمليات الحسابية التي تم إجراؤها باستخدام طرق الكم ab-initio المطبقة على الفوليرين. بواسطة أساليب DFT و TD-DFT يمكن للمرء الحصول على أطياف الأشعة تحت الحمراء ، رامان والأشعة فوق البنفسجية . يمكن مقارنة نتائج مثل هذه الحسابات بالنتائج التجريبية.
تمكن الباحثون من زيادة تفاعل الفوليرين عن طريق ربط مجموعات نشطة بأسطحها. لا يحمل Buckminsterfullerene " superaromaticity ": أي أن الإلكترونات في الحلقات السداسية لا تحدد على جزيء كامل.
الفريرين الكروي لذرات الكربون يحتوي على إلكترونات n pi-bonding ، حرة في التحديد. هذه يجب أن تحاول تحديد على جزيء بأكمله. يجب أن تكون الميكانيك الكمومي لمثل هذا الترتيب مثل قذيفة واحدة فقط من الهيكل الميكانيكي الكمي المعروف لذرة واحدة ، مع غلاف مملوء مستقر لنطاقات n = 2 ، 8 ، 18 ، 32 ، 50 ، 72 ، 98 ، 128 ، إلخ.؛ أي مرتين رقم مربع مثالي ؛ لكن هذه السلسلة لا تشمل 60. هذه القاعدة 2 ( N + 1) 2 (مع العدد الصحيح N ) للعطر الكروي هي التماثلية ثلاثية الأبعاد لقاعدة هوكل . و 10+ cation تلبية هذه القاعدة ، وينبغي أن تكون عطرية. وقد ثبت أن هذه هي الحالة باستخدام النمذجة الكيميائية الكمومية ، والتي أظهرت وجود تيارات قوية المجال المغناطيسي في الكاتيون. [43]
ونتيجة لذلك ، يميل C 60 في الماء إلى التقاط إلكترونين آخرين ليصبح أنيونًا . قد يكون ال C 60 الموصوف أدناه نتيجة C 60 في محاولة لتشكيل رابطة معدنية فضفاضة.
الفوليرين مستقر ، لكنه غير متفاعل تمامًا. يجب أن تنحني ذرات الكربون 2 - المهجنة ، التي تكون عند الحد الأدنى للطاقة في الجرافيت المستوي ، لتشكيل المجال أو الأنبوب المغلق ، مما يؤدي إلى إجهاد زاوية . التفاعل المميز للفوليرين هو إضافة كهربية في الروابط 6،6-double ، مما يقلل من سلالة زاوية عن طريق تغيير الكربونات sph-hybridized إلى sp 3- hybridized منها. يؤدي التغيير في المدارات المهجنة إلى انخفاض زوايا الرابطة من حوالي 120 درجة في المدارات sp 2 إلى حوالي 109.5 درجة في المدارات sp 3 . هذا الانخفاض في زوايا الرابطة يسمح للروابط بالانحناء أقل عند إغلاق الكرة أو الأنبوب ، وبالتالي يصبح الجزيء أكثر ثباتًا.
يمكن أن تكون الذرات الأخرى محصورة داخل الفوليرين لتكوين مركبات اشتمالية تعرف باسم الفوليرينات endohedral . مثال غير عادي هو الفوليرين على شكل بيض Tb 3 N @ C 84 ، والذي ينتهك قاعدة البنتاغون المعزولة. [44] تم العثور على أدلة حديثة عن تأثير النيازك في نهاية فترة العصر البرمي عن طريق تحليل الغازات النبيلة المحفوظة. [45] يقوم التطعيم المعتمد على ميتالوفوليرين باستخدام عملية الصلب الفونديتي في بدء الإنتاج كواحد من أول الاستخدامات القابلة للاستخدام تجاريا من كرات الباكي.
تشتمل عمليات إنتاج الفوليرين على العمليات الفرعية الخمسة التالية: (1) توليف من الفوليرين أو السخام المحتوي على الفوليرين. (2) الاستخراج (3) فصل (تنقية) لكل جزيء الفوليرين ، مما يعطي الفوليرين النقي مثل C 60 ؛ (4) توليف المشتقات (في الغالب باستخدام تقنيات التوليف العضوي) ؛ (ت) عمليات ما بعد المعالجة الأخرى مثل التشتت في المصفوفة. الطرق التجميعية المستخدمة في الممارسة هي طريقة القوس ، وطريقة الاحتراق. ويفضل هذا الأخير ، الذي تم اكتشافه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، للإنتاج الصناعي على نطاق واسع. [57] [58]
وقد تم استخدام الفوليرين على نطاق واسع في العديد من التطبيقات الطبية الحيوية بما في ذلك تصميم عوامل التباين بالرنين المغناطيسي عالية الأداء ، وعوامل التباين في التصوير بالأشعة السينية ، والعلاج الضوئي ، وتسليم الأدوية والجينات ، والتي تم تلخيصها في العديد من المراجعات الشاملة.
وقد تعاونت رويال تكنولوجي و " كلية علوم وهندسة المواد في جامعة شنغهاي " معًا
وطورت آلة طلاء PVD لمزيد من التطبيقات R & D.
مع طريقة التبخر الاستقرائي لإيداع فيلم رقيق في بيئة عالية الفراغ على المنتجات.
