الكيمياءكيمياء النانو

الفوليرين (Fullerene)عجائب

الفوليرين هو أحد الأشكال المتآصلة للكربون

ماذا تعرف عن الفوليرين؟

Fullerene الفوليرين هو أحد الأشكال المتآصلة للكربون ، الاسم الآخر للفوليرين هو ( Buckminsterfullerene )بوكمينستر فوليرين .مصادر طبيعية ومن تلك الاستكشافات

شكل الفلوليرين عجيب لأن ترتيب جزيئات الكربون يكون في سلسلة وتشكل بنية تشبه القفص ويكون هيكل الفوليرين أجوف .

في هذا الشكل المتآصل عندما يتم ترتيب جزيئات الكربون في شكل أسطواني ، فإنها تشكل هيكلًا يشبه الأنبوب. تُعرف هذه الهياكل الشبيهة بالأنابيب باسم الأنابيب النانوية الكربونية.

Buckyballs و Buckytubes هي مصطلحات تستخدم لوصفها اعتمادًا على شكلها. يشار إلى الفوليرينات الأسطوانية بالأنابيب النانوية. C 60 هو الفوليرين الأكثر شيوعًا .

بعض أنواع الفوليرين:

توجد الفوليرين في عائلتين رئيسيتين اعتمادًا على بعض الخصائص والتطبيقات المميزة.

تشمل العائلتان كرات بوكي المغلقة والأنابيب النانوية الكربونية الأسطوانية المفتوحة. ومع ذلك ، هناك أيضًا هياكل هجينة يمكن أن توجد بين هاتين الفئتين. يمكن أن تكون براعم كربونية نانوية والتي هي أساسًا أنابيب نانوية مغطاة بشبكات نصف كروية أو “براعم بوكي” أكبر.

  1. بوكمينستر فوليرين:  هو الشكل الأكثر شيوعًا من الفوليرين موجود في شكل C60 ، هيكل بوكمينستر فوليرين هو عشري الوجوه مبتور مشابه لهيكل كرة القدم.

  2. مجموعات بوكي بول: هذه الأشكال من الفوليرين هي أصغر عضو في مجموعة الفوليرين. صيغته الهيكلية هي C 20 . هذه الفوليرينات هي نسخ غير مشبعة من اثني عشر الوجوه.

  3. الأنابيب النانوية:يحتوي هذا النوع من الفوليرين على أنابيب أسطوانية أو مجوفة ذات أبعاد صغيرة جدًا ؛ يبلغ عرضها في الغالب بضعة نانومترات. ومع ذلك ، يمكن أيضًا أن يتراوح طولها بين ميكرومتر إلى عدة مليمترات.                     عند الحديث عن بعض خصائص الأنابيب النانوية الكربونية ، يمكن أن تكون مغلقة ومفتوحة.                                                                                                                                                                                                      نتيجة لبنيتها الجزيئية الفريدة ، لديها بعض الخصائص العيانية الفريدة. يشمل بعضها قوة شد عالية وموصلية كهربائية ، ليونة عالية وتوصيل حراري بما في ذلك الخمول الكيميائي النسبي.

  4.  ميجاتوبيس megatubes:  قطرها أكبر من الأنابيب النانوية. يتم تحضير هذه الأنواع من الفوليرين بجدران مختلفة السماكة. يحتمل استخدامه لنقل مجموعة متنوعة من الجزيئات ذات الأحجام المختلفة.

  5. كرة بوكي مرتبطة وسلسلة ديمرز: في هذا الشكل من الفوليرين ، ترتبط كرتا بوكي بسلسلة كربون.

ملاحظة: هناك معدن الفوليرين الذي يتكون جزيئه من ذرة معدنية محصورة داخل قفص الفوليرين.

 

كرة البوكي C60

خصائص الفوليرين

1-الخصائص الفيزيائية للفوليرين:

  • يتغيرالفوليرين  في السلوك والبنية عند تغيير درجة الحرارة؛عند درجة حرارة أعلى ، يتحول الفوليرين C 60إلى صورة C 70 .
  • يظهر الفوليرين التغيير في الهيكل تحت ضغوط مختلفة.
  • انثالبي التأين للفوليرين هو 7.61 إلكترون فولت.
  • الميل الإلكترون للفوليرين هو من 2.6 إلى 2.8 إلكترون فولت.

2-الخواص الكيميائية للفوليرين :

  • يمكنه بسهولة قبول ثلاثة إلكترونات أو أكثر. لذلك ، يمكن أن تتصرف كعامل مؤكسد.
  • يتم تبلور الفوليرينات مع الفلزات الأرضية القلوية أو القلوية بحيث يمكنها إظهار خصائص الموصلية الفائقة.
  • المغناطيسية الحديدية هي خاصية من خصائص الفوليرين.
  • تكثر جزيئات الكربون في الفوليرين. نتيجة لذلك ، فهو قابل للذوبان للغاية في المذيبات العضوية.

أستخدامات الفوليرين:

  • يستخدم الفوليرين كموصلات.
  • .يمكن استخدامه كممتص للغازات

  • يستخدم الفوليرين كمواد تشحيم.

  • تستخدم بعض أشكال الفوليرين في صنع المواد المتعلقة بمستحضرات التجميل.

  • .تتكون الأنابيب النانوية الكربونية من صفائح الجرافين.

  • .تستخدم بعض أشكال الفوليرين في التطبيقات الطبية الحيوية.

  • تُستخدم الفوليرينات في صناعة الأقمشة والألياف القائمة على الأنابيب النانوية الكربونية.

 

انتاج الفوليرين:

يبدأ تحضير الفوليرين بإنتاج السخام الغني بالفوليرين. تضمنت الطريقة التي تم استخدامها لإنتاج الفوليرين إرسال تيار كهربائي كبير بين قطبي جرافيت قريبين في جو خامل.

قام القوس الكهربائي الذي تم إنشاؤه بتبخير الكربون وتحويله إلى بلازما ثم تم تبريده إلى بقايا السخام. بدلاً من ذلك ، يمكن أيضًا إنتاج السخام عن طريق الاستئصال بالليزر للجرافيت أو الانحلال الحراري للهيدروكربونات العطرية .

الاحتراق هو أكثر العمليات المستخدمة كفاءة.

أدت هذه الطرق عادة إلى إنتاج الفوليرينات المختلفة في مخاليط مختلفة وأشكال أخرى من الكربون. لذلك يتم بعد ذلك استخلاص الفوليرين بشكل أساسي من السخام باستخدام مذيبات عضوية مناسبة.

 عادة ، يتم فصل الخليط عن طريق الفصل الكروماتوجرافي.

تحقق من فهمك:

هل يعتبر ال ميجاتوبيس هو الشكل الأكثر شيوعًا من الفوليرين موجود في شكل C60 ؟………(نعم      ،       لا     ).

الفوليرين كمادة لتكنولوجيا أشباه

الكيمياء الفيزيائية

المراجع:
1- موقعwww.vedantu.com أطلعت عليه بتاريخ 8/3/2023.
2- موقع www.byjus.com أطلعت عليه بتاريخ 8/3/2023.

بوكمينستر فوليرين,ما هو الفوليرين,

diagram
يستخدم الفوليرين,

خصائص الفوليرين,
الفوليرين,نوبل في الكيمياء
استخدامات الفوليرين,in nanotechnology
الفوليرين,الفوليرين كمادة لتكنولوجيا أشباه

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى