本是同碳生,缘何各不同?

“足球烯”作为一种令世界震撼的“新形态碳”,极大地丰富了人们对于碳元素的认识。

然而,为什么同样是由碳原子组成的物质,有的硬如顽石,有的软如泥块,还有的美丽无比……

科学家已经发现,由碳元素组成的物质主要有金刚石、石墨、C60(足球烯)等单质。

它们之所以具有如此大的性能差异,原来是由于它们具有不同原子模型的缘故。

C60球形刚性分子具有很高的抗压强度,C60可以溶解于苯等非极性溶剂中,碱金属掺杂的C60具有良好的超导性,而过渡金属C60化合物则表现出较好的氧化还原性能。

C60具有稳定的分子结构,但又具有一定的反应活性。

据悉, C60能够进行加成反应、配位反应、周环反应等。

并且,C60与环糊精、环芳烃形成的水溶性主客体复合物将在超分子化学、仿生化学领域发挥重要作用。

据悉,在高压条件下C60可以转变为金刚石,这无疑于开辟了金刚石合成的新途径。

同时,C60的中空球形结构使其在内外表面都可以进行化学反应,从而得到具有特殊功能的C60衍生物。

“足球烯”续写碳素传奇

碳元素作为地球宇宙微粒的主要构成元素之一,在地球生命的演化过程中发挥了极其重要的作用。

在地球上,碳是一切生命的基础。地球上已知的生物大多数为碳基生物,即以碳元素为有机物质基础的生物。

碳元素是自然界中存在形式最为复杂的一种元素,其特有的共价键结合形式成就了种类繁多、功能奇特的有机物。

由于碳具有很高的成键能力,并且具有许多独特的性能,使其有资格成为太阳能的主要化学能源载体。

科学家认为,富勒烯家族的其它成员也极有可能具有超导性。如电子掺杂的C60最高转换温度为40K,而电子掺杂的C70的转换温度为7K。

据悉,英国的研究者正在开发能用于原子钟的内嵌富勒烯,这是目前世界上最为昂贵的一种新材料,每克的价值大约为1.45亿美元。

当“富勒烯”内嵌氮原子时,由于它们电子自旋的寿命非常长,因此具有改变我们计时方式的潜力,并有望把原子钟安装在手机内的芯片上。

“足球烯”变成了“球形容器”

科学家正在尝试打开足球烯的“球门”,从而把某些原子或离子搀杂进去,这样“足球烯”就可以成为一个特殊的球形容器了,并有望在宇宙化学、超导领域、材料科学以及医学领域获得非凡应用。

“富勒烯”原子团簇及其衍生物有望在生命化学、有机化学、材料化学、无机化学、高分子科学、催化化学等许多领域获得重要应用,并深刻影响人类社会的许多方面。

有科学家认为,富勒烯还将为研究抗癌药物提供潜在的线索,并在超导体、耐磨润滑材料、催化剂载体、高能电池材料、医学影像剂以及抑制病毒等方面具有广阔的应用前景。

来源:生活中的化学

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