Nobel Ödülü neden çok yüksek "Futbol Ziyafeti" yüzünden duramıyor?
Paha biçilmez "Futbol", mükemmel performansı ve geniş uygulama olanaklarıyla harika!
"Dünya Kupası" yaklaşırken, insanlar dünyanın en iyi futbol maçlarını dört gözle bekliyorlar.
1980'lerdeki en büyük bilimsel keşiflerden biri olan "futbol şöleni" olarak bilinen "futbol şöleni" de dört gözle beklemeye değer.
1996 yılında Amerikalı ve İngiliz bilim adamları Croto ve diğerleri tarafından keşfedilen "futbolen" Kimya dalında Nobel Ödülü'nü kazandı. Peki, "futbol" ne tür bir "bebek"? Bilim adamlarıyla nasıl "karşılaştı"? Uygulama beklentisi nedir?
Dr. Croto'nun "Futbol" modeli (ağ diyagramı)
"Footballene" ve bilim adamının kazara "karşılaşması"
Popüler bir unsur olarak karbon daha sıradan olamaz. Oda sıcaklığında karbon çok inaktiftir ve muhteşem bir görünüme sahip değildir. Ancak bu, karbonun önemli olmadığı anlamına gelmez, çünkü basitlik işe yaramaz anlamına gelmez!
1985 sonbaharı, tüm insanlık için heyecan verici bir zamandı. Amerikalı ve İngiliz bilim adamları Cole, Croto ve Smalley'in bir haftalık yoğun çalışmasının ardından, beklenmedik bir şekilde yeni bir elemental karbon-"sosen" allotropu keşfettiler.
"Footballene", görünüşte bir futbolu andırdığı için isimlendirilen 60 karbon atomundan oluşan kafes benzeri içi boş bir maddedir. "Footballene" molekülünün 60 karbon atomunun bir araya gelmesiyle oluşan kararlı bir molekül olduğu ortaya çıktı, 60 köşesi ve 12'si düzgün beşgen, 20'si düzgün altıgen olmak üzere 32 yüzü var. Yapı çok benzer, bu yüzden ona "futbol" demek şaşırtıcı değil.
Futbol ve "Futbol En" (Ağ Şeması)
Aslında, "footballene" sadece C60 için popüler bir isimdir, öyleyse bilimsel adı nedir? C60'a tanınmış bir isim vermek için, keşfini yapan kişi fazla çaba sarf etmedi!
Amerikalı ve İngiliz bilim adamları Croto ve diğerleri, ünlü Amerikalı mimar Buckminster Fuller'ın ızgara kubbe yapısının bu "nano futbol" a çok benzediğini keşfettiler. Bu nedenle, Buckminster Fuller'ın adına göre, C60, "Bucky Ball" veya "Bucky Ball" olarak da bilinen "fullerene" olarak adlandırıldı.
Fuller'ın mimari şaheseri (ağ diyagramı)
(İcat ettiği ızgara kubbe, dört yüzlü bir çerçeveden oluşan kendi kendini destekleyen bir yarım küredir.)
"Fullerene" ailesinin pek çok üyesi var, bunların hepsi 1980'lerin en büyük bilimsel keşiflerinden biri ve çok önemli bilimsel öneme sahip. Bu sihirli tüm karbon molekülleri ve bunların türevleri, özel bileşimleri ve yapıları nedeniyle birçok yeni ve tuhaf fiziksel ve kimyasal özellik gösterir.
"Footballene" aile üyeleri (ağ haritası)
Bu aynı karbon üretimi, neden farklılar?
Dünyayı şok eden "yeni bir karbon formu" olarak "Footballene", insanların karbon anlayışını büyük ölçüde zenginleştirdi. Ancak neden maddeler de karbon atomlarından oluşuyor, bazıları inatçı taşlar kadar sert, bazıları çamur kadar yumuşak ve bazıları son derece güzel ...
Burası futbol dünyası (ağ haritası) ("Fullerene Physics and Chemistry" kapağı)
Bilim adamları karbondan oluşan maddelerin esas olarak elmas, grafit ve C60 (futbolen) gibi basit maddeler olduğunu keşfettiler. Bu kadar büyük bir performans farkına sahip olmalarının nedeni, farklı atom modellerine sahip olmalarıdır.
Saf elmas, oktahedron şeklinde renksiz ve şeffaf bir katıdır.Şimdi doğadaki en sert madde olduğu anlaşılmıştır. Elmas atomlarının kademeli bir şekilde düzenlendiği ve her bir karbon atomunun diğer 4 karbon atomu ile doğrudan yakından bağlantılı olduğu, bu nedenle üç boyutlu katı bir yapı oluşturduğu, bu yüzden çok sert göründüğü ortaya çıktı.
Elmas yapının şematik diyagramı (ağ diyagramı)
Elmaslar cilalandıktan sonra göz kamaştırıcı ışıkla parlayabilir, bu nedenle pahalı elmas süslemeler yapmak için kullanılabilirler. Aynı zamanda elmaslar matkap uçları yapmak, kaya delmek, cam kesmek ve mermer kesmek için de kullanılabilir.
Grafit, metalik parlaklığa sahip koyu gri opak ince bir fosfor puludur ve şu anda doğadaki en yumuşak cevher olarak bilinmektedir. Grafitte bulunan karbon atomlarının katmanlar halinde dizildiği ortaya çıktı.Her katmandaki karbon atomları çok sıkı bağlanmış olsa da katmanlar arasındaki bağlanma kuvveti çok zayıf.
Grafit yapı diyagramı (ağ diyagramı)
Bu nedenle, grafit tabakalar arasında kırılmaya çok meyillidir ve bu nedenle pürüzsüzlük, yüksek erime noktası ve kolay iletim gibi yumuşak özellikler sergiler.Çoğunlukla kuru pil elektrodu veya yüksek sıcaklıkta işlem altında bir yağlayıcı olarak kullanılır.
"Fulleren", elmas ve grafit ile birlikte karbon elementlerinden oluşan basit bir madde olmasına rağmen, "fullerenin" özel yapısal özellikleri, özel fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirler. Örneğin, C60 küresel katı moleküller yüksek basınç dayanımına sahiptir, C60 benzen gibi polar olmayan çözücüler içinde çözülebilir, alkali metal katkılı C60 iyi süper iletkenliğe sahiptir ve geçiş metali C60 bileşikleri daha iyi oksidasyon gösterir Azaltma performansı.
"Footballene" modeli (ağ diyagramı)
C60 kararlı bir moleküler yapıya sahiptir, ancak aynı zamanda belirli bir reaktiviteye sahiptir. C60'ın ekleme reaksiyonu, koordinasyon reaksiyonu, perisiklik reaksiyon vb. Gerçekleştirebileceği bildirildi. Ek olarak, C60, siklodekstrin ve siklik aromatik hidrokarbonların oluşturduğu suda çözünür konakçı-konuk kompleksi, supramoleküler kimya ve biyomimetik kimya alanlarında önemli bir rol oynayacaktır.
C60'ın yüksek basınç koşullarında elmasa dönüştürülebildiği ve şüphesiz ki yeni bir elmas sentezi yolunu açtığı bildiriliyor. Aynı zamanda C60'ın içi boş küresel yapısı, özel fonksiyonlara sahip C60 türevleri elde etmek için hem iç hem de dış yüzeylerde kimyasal reaksiyonlara izin verir.
"Footballene" karbon efsanesini sürdürüyor
Dünyanın kozmik parçacıklarının temel kurucu unsurlarından biri olan karbon elementi, dünyadaki yaşamın evriminde son derece önemli bir rol oynamıştır. Yeryüzünde karbon, tüm yaşamın temelidir. Yeryüzünde bilinen organizmaların çoğu karbon bazlı organizmalardır, yani karbon elementine dayalı organizmalardır.
Karbon elementi doğadaki en karmaşık elementtir ve benzersiz kovalent bağlanma formu, kendine özgü işlevlere sahip çok çeşitli organik maddeler elde etmiştir. Karbon, yüksek bir bağ oluşturma kabiliyetine ve birçok benzersiz özelliğe sahip olduğu için, güneş enerjisinin ana kimyasal enerji taşıyıcısı olmaya hak kazanır.
Bilim adamları, amino asitlerin ve nükleotitlerin yaşamın temel birimleri olduğuna ve amino asitlerin ve nükleotitlerin hepsinin omurga olarak karbon zincirleri ile inşa edildiğine inanıyor. Karbon zincirinin genişlemesiyle, amino asitler ve nükleotidler daha da proteinlere ve nükleik asitlere dönüşmüştür.Bu, ilkel yaşamın doğuşu ve kaçınılmaz bir insan doğum sürecinin temelidir.
Bilim adamları, fullerene ailesinin diğer üyelerinin de süper iletken olma ihtimalinin çok yüksek olduğuna inanıyor. Örneğin, elektron katkılı C60'ın maksimum dönüşüm sıcaklığı 40K iken elektron katkılı C70'inki 7K'dır. İngiliz araştırmacıların atom saatlerinde kullanılabilen gömülü fullerenler geliştirdikleri bildiriliyor.Bu şu anda gram başına yaklaşık 145 milyon ABD doları değeriyle dünyanın en pahalı yeni malzemesi. "Fullerenler" nitrojen atomları ile gömüldüğünde, elektron dönüşlerinin çok uzun bir ömrü vardır, bu nedenle zaman tutma şeklimizi değiştirme potansiyeline sahiptirler ve atomik saatlerin cep telefonlarındaki çiplere takılabilmesi beklenir.
"Footballene", "küresel bir kapsayıcı" haline geldi (ağ diyagramı)
Bilim adamları, futbolenin belirli atomları veya iyonları karıştırmak için "hedefini" açmaya çalışıyorlar, böylece "futbolen" özel bir küresel kap haline gelebiliyor ve kozmik kimya, süperiletkenlik, malzeme bilimi ve tıp alanında kullanılması bekleniyor. Saha olağanüstü uygulamalar elde etti.
Karbon nanotüpler aynı zamanda, tübüler bir yapıya sahip bir karbon atomları kümesi olan tipik bir "fulleren" dir. Teorik hesaplamalara göre, karbon nanotüp fiberlerin mukavemeti çeliğin 100 katıdır, ancak kalite çeliğin yalnızca yedide biridir.
Karbon nanotüp yapısının şematik diyagramı (ağ diyagramı)
Karbon nanotüpler ayrıca güçlü gaz depolama kapasitesine sahiptir ve yakıt hücreleri için hidrojen depolama cihazlarında kullanılabilir. Karbon nanotüpler karbon fiber haline getiriliyorsa, çok ideal, hafif ve yüksek mukavemetli bir malzeme olmalıdır.
"Fullerene" atomik kümeleri ve bunların türevlerinin, yaşam kimyası, organik kimya, malzeme kimyası, inorganik kimya, polimer bilimi ve kataliz kimyası gibi birçok alanda önemli uygulamalara sahip olması ve insan toplumunun birçok yönünü derinden etkilemesi beklenmektedir.
Bazı bilim adamları, fullerenlerin aynı zamanda kanser önleyici ilaçların incelenmesi için potansiyel ipuçları sağlayacağına ve süper iletkenler, aşınmaya dayanıklı kayganlaştırma malzemeleri, katalizör taşıyıcılar, yüksek enerjili pil malzemeleri, tıbbi görüntüleme ajanları ve virüs bastırmada geniş uygulama olanaklarına sahip olacağına inanıyor.
Referanslar
1 Modern Fizik Bilgisi Xiao Rupo Yang Xinnan Çevrildi. "1-11 Eylül 1985: Fullerenes Keşfi", Yüksek Enerji Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi, 2017-08-28.
[2] Li Tuanwei, Material People Haber Düzenleme Ekibi. "Football Ane-A Feast of the World of Science", Material People, 2015-01-21.
[3] Çevrimiçi Yeni Malzemeler. "1 milyar 1 gram fulleren neye benziyor? ", Sohu.com, 2016-08-15.
Yazar: Shaw Creek Tree
Bu makale orijinal Tadpole Stave'dir ve telif hakkı Tadpole Stave'ye aittir.Herhangi bir medya, web sitesi veya kişi izinsiz olarak yeniden basamaz, aksi takdirde ilgili yasal yükümlülükler yerine getirilecektir. Yeniden yazdırmak için lütfen yasal izin almak üzere adresini ziyaret edin.
