Фуллерен мен көміртекті нанотүтіктердің негізгі айырмашылығы мынада: фуллерен әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде болуы мүмкін көміртектің аллотропы болып табылады, ал көміртекті нанотүтіктер цилиндрлік пішіні бар фуллереннің бір түрі болып табылады.
Алмас, графит және фуллерен сияқты көміртегі аллотроптарының әртүрлі түрлері бар. Бұл түрлердің барлығы тек көміртек атомдарынан тұратын химиялық құрылымдар.
Фуллерен дегеніміз не?
Фуллерен – 5 немесе 7 атомды біріктірілген сақиналары бар жабық немесе жартылай жабық тор құру үшін бір және қос байланыстар арқылы бір-бірімен байланысқан көміртегі атомдарының молекулалары бар көміртегі аллотропының түрі. Бұл молекула қуыс шарлар, эллипсоидтар, түтіктер немесе басқа пішіндер мен өлшемдер түрінде болуы мүмкін.
Егер фуллерен жабық торлы топология болса, ол Cn эмпирикалық формуласымен бейресми түрде белгіленеді, мұндағы n - көміртек атомдарының саны. Кейде n үшін кейбір мәндер бірнеше изомерді білдіреді. Бұл топтың ең танымал саны - бакминстерфуллерен. Ол Бакминстер Фуллердің құрметіне аталған. Сондықтан жабық фуллерендер қауымдастық футболының стандартты доптарына ұқсайтын букиболлары деп те аталады.
01-сурет: Фуллерен
Фуллереннің қасиеттерін қарастырғанда әрбір көміртек атомы тек үш көрші атоммен байланысады және бұл байланыстар бір және қос ковалентті байланыстардың қоспалары болып табылады. Бұл көміртек атомдарының будандастыруын sp2 түрінде беруге болады. Кейбір зерттеулерге сәйкес, фуллереннің реактивтілігін белсенді топтарды беттерге бекіту арқылы арттыруға болады.
Көміртекті нанотүтіктер дегеніміз не?
Көміртекті нанотүтіктер немесе жай нанотүтіктер - көміртегі атомдарынан жасалған түтіктердің бір түрі және бұл түтіктердің диаметрлері әдетте нанометрмен өлшенеді. Нанотүтіктердің бір қабырғалы көміртекті нанотүтіктер (SWCNTs) және көп қабырғалы көміртекті нанотүтіктер (MWCNTs) сияқты екі түрі бар.
SWCNTs фуллерен мен жалпақ графен арасындағы аралық өнім болып табылатын көміртегі аллотроптары ретінде сипатталуы мүмкін. Біз бұл нанотүтіктерді алтыбұрышты тордың Брава тор векторларының бірі бойымен оралып, қуыс цилиндр құрайтын көміртегі атомдарының 2D алтыбұрышты торының кесінділері ретінде идеализациялай аламыз.
02-сурет: бір қабырғалы көміртекті нанотүтіктер
Екінші жағынан, MWCNTs ағаш тәрізді сақина құрылымында Ван дер Ваальс әрекеттесулері арқылы бір-бірімен әлсіз байланысқан бір қабырғалы көміртекті нанотүтіктерден тұрады. Кейде біз оларды екі және үш қабырғалы көміртекті нанотүтікшелер деп атаймыз.
Көміртекті нанотүтіктер керемет электр өткізгіштігін көрсетеді. Олар сондай-ақ тамаша созылу беріктігі мен жылу өткізгіштігін көрсетеді. Бұл көміртегі атомдары арасындағы байланыстардың наноқұрылымы мен беріктігіне байланысты. Сонымен қатар, біз нанотүтіктерді химиялық түрде өзгерте аламыз.
Фуллерен мен көміртекті нанотүтіктердің айырмашылығы неде?
Фуллерен – көміртегінің аллотропы. Ол әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде болуы мүмкін, мысалы, цилиндрлік пішіндер, сфералық пішіндер, эллипсоидтық пішіндер және т.б. Фуллерен мен көміртекті нанотүтіктердің негізгі айырмашылығы - фуллерен әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде болуы мүмкін көміртектің аллотропы, ал көміртегі нанотүтіктері фуллереннің цилиндрлік пішіні бар түрі болып табылады. Фуллереннің ең көп таралған құрылымы - бұл 5 немесе 7 атомды біріктірілген сақиналары бар жабық немесе ішінара жабық торы бар сфералық бакибол құрылымы, ал көміртекті нанотүтіктерде әрбір көміртек атомының көрші атомдармен үш коваленттік байланысы бар түтік тәрізді құрылымдар бар.
Қорытынды – Фуллерен және көміртекті нанотүтіктер
Көміртек – жер бетіндегі кең таралған және мол химиялық элемент. Ол көміртегі аллотроптары деп аталатын әртүрлі формаларда болуы мүмкін. Фуллерен де көміртегі аллотропының бір түрі болып табылады. Фуллерен мен көміртекті нанотүтіктердің негізгі айырмашылығы мынада: фуллерен әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде болуы мүмкін көміртектің аллотропы болып табылады, ал көміртекті нанотүтіктер - цилиндрлік пішіні бар фуллереннің бір түрі.
