Мало, кто из людей, слышал о фуллеренах. Ещё меньше знает, что это вообще такое. Несмотря на свою неизвестность практически во всех слоях общества, этот наноматериал смог найти своё место в инженерии, механике и медицине.
Историческая справка
Он был назван в честь архитектора Ричарду Бакминстеру Фуллеру, однако обнаружить фуллерен удалось не ему. Считается, что открытие совершила одна группа учёных в 1985 году. Стоит отметить, что возможность существования наноматериала была предсказана ещё в Японии, а спустя два года после этого обоснована в Советском Союзе. Вот такая запутанная история...
Что из себя представляет?
Фуллерен является одним из важнейших открытий. Он сам по себе представляет собой выпуклый многогранник, состоящий из атомов углерода. Часто его записывают в виде формулы С60, но существуют и C70 с C540 (они имеют меньшую стабильность). Внешне выглядит как чёрный или тёмно-серый порошок, не имеющий запаха. Фуллерен способен образовывать кристаллы, которые называются фуллеритами.
После того, как материал получили в лабораториях, начались его активные поиски в природе. Вскоре обнаружили, что он образуется при горении природного газа и разряд молнии. Его частицы были найдены в образцах шунгитов. Особенно большое количество наноматериала учёные нашли в космосе, где тот имел вид газа.
Преимущественно фуллерены получат лазерным распылением графита в присутствии гелия.
Перспективы и применение
Уже долгое время ведутся разговоры о перспективах применения фуллерена: от медицины до электроники. Печально, но свойства наноматериала очень плохо изучены. Даже спустя 40 лет мало известно о нём. Однако, по мнению учёных, фуллерен обладает высокой стабильностью, что является аномалией для столь малых размеров.
Он отлично подходит в качестве материала для полупроводниковой техники. В будущем его также хотят массово поставить на производство в качестве сырья для электротехники. Стоит отметить, что каждый фуллерен вполне способен выступать как самостоятельный диод или транзистор благодаря своим уникальным свойствам и наноразмерам. Сейчас его используют при создании солнечных элементов, что также является весьма неплохим применением.
Как и графен, его стали использовать и для создания аккумуляторов. К сожалению, основой для них остаётся пока литиевые катоды. Но, возможно, в будущем эту проблему инженеры и учёные смогут решить.
Также было замечено, что этот наноматериал обладает мощным антиоксидантными свойствами, которые можно использовать для создания лекарственных препаратов. Производные фуллерена зарекомендовали себя как эффективное средство по борьбе с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). На его основе учёные из Сколковского института смогли синтезировать вещества, обладающие противовирусными свойствами. Имеются идеи и насчёт использования этого наноматериала в фармакологии.
В 1991 году смогли найти способ по созданию сверхпроводников из наноматериала с помощью щелочных металлов. При этом полученное вещество можно записать следующей формулой:
M3C60, где M - атом щелочного металла. Использование сверхпроводников также имеет свои перспективы.
Существует много отраслей, где фуллерен способен проявить и показать все свойства. К несчастью, на данный момент это экономически невыгодно. Само производство наноматериала является энерго- и ресурсоёмким, что делает наноматериал достаточно дорогим. Но нельзя отчаиваться. Рано или поздно будет найден выход из столь щепетильной ситуации, и фуллерен откроет все свои секреты.
