Слева - марка США, выпущенная в честь Бакминстера Фуллера, внедрившего в практику сферы из ажурных решеток. Аналогичным образом устроены молекулы, названные его именем.Презентация
Справа - Casa Magnana в Fort Worth - одно из зданий, спроектированных Фуллером.
Биосфера Фуллера (Павильон США на Экспо-67, ныне музей «Биосфера» в Монреале, Канада)
Photography (c) 2001 Cеdric THЕVENET Wikipedia
Усеченный икосаэдр (Ycocedron Abscisus). Рисунок Леонардо да Винчи. Иллюстрация к книге Луки Пачоли «Божественная пропорция». 1509. Leonardo da Vinci's polyhedra
Иллюстрация NASA. Для коллажа использовали более эффектный астрономический объект - туманность NGC 2440 (такого же типа, что и Tc 1 ), ибо рядом с "самыми красивыми молекулами" Tc 1 совсем бы не смотрелась. http://www.physics.uwo.ca/news/buckyballs.html
Гигантский Фуллерен. Установлен перед Исследовательским институтом Крото (Университет г. Шеффилд, Англия) в честь выпускника университета, сэра Харри Крото. Монумент открыт в присутствии Крото. Фото - Р.Ф. Фахруллина
Страница Исследовательского института Крото (Университет г. Шеффилд, Англия), с объявлением об открытии памятника.
Памятник в Харькове (не фуллерену (футболену), а футбольному мячу, вернее футбольной команде)
Памятник фуллерену есть и в Китае, г. ДайлянПрезентация
The Fullerenes (Calvin Davidson, Sussex University)http://www.britishcarbon.org/images.shtml
The path that was to lead to the discovery of the Fullerenes, including C60, famously began with an investigation into the possibility of clusters forming from interstellar Carbon. This image juxtaposes the "Magic Sequence” Fullerenes (C24, C28, C32, C50, C60 and C70) as predicted theoretically by Kroto1 and observed experimentally by Cox et al2, against a striking image of the Helix Nebular produced by the Hubble space telescope.
1 H W Kroto, Nature 329, 529 (1987)
2 D M Cox, K C Reichmann, A Kaldor, J. Am. Chem. Soc. 110,1588, (1988)
Фуллерен, С60 – эту молекулу можно назвать «визитной карточкой» нанотехнологий, она настолько интересна, что ее часто изображают на обложках учебных пособий, научных и научно-популярных книг и журналов. А 4 сентября 2010 г. изображение структуры С60 разместили в логопите Google, в ознаменование 25-летия синтеза фуллерена.
Действительно, 25 лет назад была опубликована статья: H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R. F. Curl and R. E. Smalley. 'C60: Buckminsterfullerene' Nature, 318(No.6042), 162-163,(1985). Авторам удалось обнаружить молекулы фуллерена при исследовании масс-спектров паров графита после лазерного облучения твердого образца (статья в открытом доступе на сайте журнала).
В 1992 г. в Шуньгских антраксолитах Карелии были впервые обнаружены фуллерены (Fullerenes from the Geological Environment. Peter R. Buseck , Semeon J. Tsipursky , and Robert Hettich (Science 10 July 1992: Vol. 257. no. 5067, pp. 215 - 217). Это событие было воспринято с большим энтузиазмом, поскольку появилась надежда на получение природного источника фуллеренов. В последние годы наблюдается также некоторый бум в рекламировании чудодейственных свойств и антраксолитов, и шунгитоносных пород Карелии.
А летом 2010 г. впервые были обнаружены фуллерены в космосе и третьего сентября 2010 г. была опубликована статья Jan Cami, Jeronimo Bernard-Salas, Els Peeters, Sarah Elizabeth Malek "Detection of C60 and C70 in a Young Planetary Nebula" в журнале Science 3 September 2010: Vol. 329. no. 5996, pp. 1180 - 1182 (заметка Science Express появилась 22 июля 2010 г.)
Это открытие было сделано при помощи инфракрасного телескопа Spitzer (NASA). Исследователи из университета Западного Онтарио (Канада) и Корнельского университета смогли обнаружить фуллерены в туманности Tc1 по характерному спектру в инфракрасном диапазоне. Нобелевский лауреат сэр Гарольд Крото так прокомментировал это открытие: "Это самый потрясающий прорыв в исследовании фуллеренов. Ваше открытие предоставляет свидетельства того, что фуллерены, как я и давно подозревал, существовали с незапамятных времен в темных глубинах нашей галактики, но они только обозначают свое присутствие мельком, как таинственный персонаж фильма "Третий человек" в исполнении Орсона Уэллса".
Фуллерены (было и альтернативное название - "футболен") названы в честь американского архитектора Бакминстера Фуллера. Как известно, Гарольд Крото, всерьез увлекавшийся графическим дизайном, видел 76−метровую фуллеровскую сферу на выставке в Монреале. Место фуллерену нашлось даже в виртуальном ландшафте игры «Цивилизация», а памятники ему есть в Университете Шеффилда в Великобритании, в Национальном парке штата Орегон США, а также в Китае. Интересно, что «изображение фуллерена» можно найти в книге Луки Пачоли «Божественная пропорция», проиллюстрированной Леонардо да Винчи.
Фуллерен С60 – правильный многогранник, в вершинах которого расположены 60 атомов углерода, состоящий из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников (и напоминающий футбольный мяч). В противоположность алмазу, графиту и карбину, фуллерен является новой формой углерода по существу. Молекула С60 содержит фрагменты с пятикратной симметрией (пентагоны), которые запрещены природой для неорганических соединений. Поэтому следует признать, что молекула фуллерена является органической молекулой, а кристалл, образованный такими молекулами (фуллерит) –это молекулярный кристалл, являющийся связующим звеном между органическим и неорганическим веществом.
Из правильных шестиугольников легко выкладывается плоская поверхность, однако ими не может быть сформирована замкнутая поверхность. Для этого необходимо часть шестиугольных колец разрезать и из разрезанных частей сформировать пятиугольники. В фуллерене плоская сетка шестиугольников (графитовая сетка) свернута и сшита в замкнутую сферу. При этом часть шестиугольников преобразуется в пятиугольники. Образуется структура – усеченный икосаэдр, который имеет 10 осей симметрии третьего порядка, б осей симметрии пятого порядка. Каждая вершина этой фигуры имеет трех ближайших соседей. Каждый шестиугольник граничит с тремя шестиугольниками и тремя пятиугольниками, а каждый пятиугольник граничит только с шестиугольниками .Каждый атом углерода в молекуле C60 находится в вершинах двух шестиугольников и одного пятиугольника и принципиально неотличим от других атомов углерода. Атомы углерода ,образующие сферу, связаны между собой сильной ковалентной связью. Толщина сферической оболочки 0,1 нм, радиус молекулы С60 0,357 нм. Длина связи С—С в пятиугольнике - 0,143 нм, в шестиугольнике – 0,139 нм.
Вслед за объемными сферами ученые научились получать и другие структуры: плоские листы графена и нанотрубки (однослойные и многослойные).
Серебряному юбилею фуллерена посвящен Международный симпозиум, который пройдет на Крите в октябре этого года.
P.S. Фуллерен можно назвать и «зеркалом нанотехнологий», так как структура его одинаково интересна и химикам, и физикам, и биологам, и математикам … А при изучении его уникальных свойств и разработке его применений без мультидисциплинарного подхода и междисциплинарных связей не обойтись.
Замечу, что логопит Google c изображением "самой красивой молекулы" появился на следующий день после опубликования статьи Jan Cami, Jeronimo Bernard-Salas, Els Peeters, Sarah Elizabeth Malek "Detection of C60 and C70 in a Young Planetary Nebula" в журнале Science (3 сент. 2010 г.), а статья H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R. F. Curl and R.E. Smalley. 'C60: Buckminsterfullerene' Nature, 318(No.6042), 162-163,(1985). поступила в редакцию 13 сент. 1985 г., была принята к печати 18 окт. 1985 г. и, наконец, опубликована 14 ноября 1985 г.
Равиль Фаридович, мой Email: palii@ultra.imet.ac.ru - указан во всех статьях с моим авторством.
Василий Игоревич, посмотрите по ссылке "Фуллерены - новая аллотропная форма углерода"( это глава учебного пособия, выложенного на сайте Кафедры Технической Физики Сибирского Государственного Аэрокосмического Университета; приведена в источниках)
Посмотрел, там тоже никаких разъяснений нет.
Что, в общем-то, неудивительно, поскольку
говорить о "толщине стенки" фуллерена просто
физически некорректно
А если посмотреть посмотреть еще и статьи по ссылкам этой главы учебного пособия (в статье А.Е. Елецкий, Б.М. Смирнов. Фуллерен и структуры углерода. Обзор. УФН. 1995 ничего о толщине стенок не сказано, наверняка, в других статьях есть)
Простите великодушно - а как это "говорить о толщине" стенки фуллерена "физически некорректно"?
Фуллерен состоит из атомов углерода в sp2 гибридизации (напряженной). Есть радиус атома, есть длина связей. У двойных связей - 0.134 нм, в бензоле 0.14 нм. То есть 0.13-0.15 нм - разумная оценка для толщины стенок.
Также возможна оценка из различных значений внутреннего и внешнего диаметров.
Уважаемая Наталия Алексеевна,
Фуллеренов в шунгите нет. Во всяком случае нужно сказать, что несколько групп не подтвердили результат Busecka. Посмотрите собственную ссылку! Новость о "фуллеренах в шунгите" переносится из обзора в обзор без обсуждения. Затем это используется для рекламы шунгитов...
Уважаемый Михаил Валерьевич,
не совсем так - "We have carried out a series of experiments exploring the presence of fullerenes in shungite from different areas of Karelia. We present here a typical mass spectra obtained from a dull shungite, in which the total carbon content was estimated to be 60 wt%. Figure 1 shows the mass spectrum of the carbonaceous matter extracted from a dull shungite and exhibits the absence of fullerene. Out of twelve Karelian shungite samples we found fullerenes in only three samples, all of which are bright shungite of glassy nature " (Parthasarathy et al., 1998 - статья в свободном доступе, но нужно использовать поисковик www.refseek.com )
( Testing for Fullerenes in Geologic materials:/... - т.е. вопрос, можно сказать, спорный.
Замечу, что уважаемый журнал Science не опубликовал почти за 20 лет ни комментариев, ни опровержений статьи...
Более того, Peter R. Buseck в 2002 г. опубликовал статью: Geological fullerenes: review and analysis. //Earth and Planetary Science Letters 203 (2002) Р.781-792. В ней не опровергается наличие фуллеренов в шунгите.
При желании можно посмотреть еще статьи (Google Scholar выдает 127 ссылок), ссылающиеся на упомянутую статью в Science.
Ну а реклама - "двигатель торговли"...особенно в 21 веке.
Шахбоз Джумъаевич, математики издавна интересовались многогранниками, особенно правильными многогранниками, которые еще называют " тела Платона": "такие выпуклые Многогранники, все грани которых суть конгруэнтные правильные многоугольники. Все многогранные углы правильного многогранника правильные и равные. Как это следует уже из подсчёта суммы плоских углов при вершине, выпуклых правильных многогранников не больше пяти. Указанным ниже путём можно доказать, что существуют именно пять правильных многогранников (это доказал Евклид): правильные тетраэдр, куб, октаэдр, додекаэдр и икосаэдр". Ну а фуллерен - это усеченный икосаэдр.
Василий Игоревич, использование термина "толщина сферической оболочки фуллерена" столь же правомерно, как и терминов типа "толщина стенки углеродной нанотрубки" и "толщина слоя графена".
Интересно, что уже в статье H W Kroto, J R Heath, S C O'Brien, R F Curl and R E Smalley, 'C60: Buckminsterfullerene'
были достаточно точно определены диаметр молекулы С60 - около 7 Ангстрем (т.е. 0,7 нм) и высказана уверенность в том, что атом лантана (или кислорода) может быть размещен в молекуле С60.
Посмотрите еще и статью ГАЗОВЫЕ КЛАСТЕРЫ И ФУЛЛЕРЕНЫ. СИДОРОВ Л.Н., опубликованную в Соровском журнале в 1998. http://www.p...os/512.html
Да, диаметр. Конец второго абзаца правой колонки на 1 стр. статьи : "The diameter оf this C60 molecule is ~ 7 A, providing an inner cavity which appears to be able of holding a variety of atoms".
Владимир Владимирович, в конце текста заметки выделенная ссылка математикам ведет на сайт Wolfram Mathworld, на страничку Fullerene.
a эта ссылка - на страницу, посвященную додекаэдрам, икосаэдрам и др...
Там же интересная демонстрация Buckyball in Icosahedron
Владимир Владимирович, я просто привела цитату из статьи, всецело доверяя Нобелевским лауреатам . А насчет "диаметра молекулы" С60 все оказалось не так-то просто .
Так, на сайте SES Research приведены значения трех разных диаметров, не считая двух радиусов:
Physical Properties of Fullerenes
Properties of Carbon 60:
Average C-C distance 1.44 А
FCC Lattice constant 14.17 А
C60 mean ball diameter 6.83 А
C60 ball outer diameter 10.18 А
C60 ball inner diameter 3.48 А
Tetrahedral site radius 1.12 А
Octahedral site radius 2.07 А (Ангстрем) ...
И еще:
(1) van der Waals diameter ~ 1 nm. The nucleus to nucleus diameter of a C60 molecule is about 0.71 nm. ( http://www.a...c/fullerene)
(2)В молекуле фуллерена С60 диаметр атомного остова составляет 0,7 нм (то что называют nucleus to nucleus diameter); во внутреннюю полость диаметром 0,44 нм могут поместиться некоторые атомы, например азота, металлов (La, Gd, Be, Ca и др.), инертных газов (Не, Ne, Ar, Kr, Xe) http://wsyac...carbon.html
Получается, что указанный в статье "диаметр молекулы" ~= 0,7 нм - это диаметр атомного остова.
Интересная работа была сделана в MIT - Size analysis of single fullerene molecules by electron microscopy ( http://web.m...BH-2004.pdf)
A можно попытаться и самим "измерить расстояния" между атомами в молекуле С60 на сайте World of Molecules -
( http://www.w...rene_3d.htm)
Большое спасибо!
Я не сомневался про значения внешнего диаметра - 1.0-1.1 нм (много убедительных экспериментальных данных).
И, честно говоря, думал, что 0.7 нм - это диаметр полости, потому как предполагал атомы круглыми! (Длина связей ведь 0.14-0.15 нм).
Долго размышлял, но потом посмотрел межплоскостные расстояния в графите, которые порядка 0.34 нм, и все встало на свои места
(Какие они все же вытянутые - эти пи-орбитали )
P.S. цитату из статьи, всецело доверяя Нобелевским лауреатам
Тогда ж они не были лауреатами, и писали легко и свободно без тяжкого груза ответственности за каждое слово.
Тогда ж они не были лауреатами, и писали легко и свободно без тяжкого груза ответственности за каждое слово - работу они проводили с большой ответственностью - поэтому им и была присуждена Нобелевская премия за нее
Простите великодушно, что вмешиваюсь в дискуссию, однако d002=0.34 нм соответствует углеродному материалу с довольно разупорядоченной (~0.7 из единицы) структурой с температурой даже не графитации, обжига 2250- 2600 С.
J.Harvey, D.Clark,J.N.Eastbrook, July 1962,
O.J.Guentert, S.Cvikevich,1962.
A.W.Moore,, thesis, IImp. College, 1963.
ну и конечно D.B.Fischbach, 1963.
А, скажите, пожалуйста, как эксперт - какое значение межплоскостного расстояния в самом упорядоченном графите (0.335 nm? Тогда извините, я просто округлил бессовестно ).
К сожалению не эксперт- не знаком с современными работами.
0.3354 нм- почти идеализированная величина, только в некоторых образцах Е.Г.
В 1964г. была программа в Parma Technical Center по определению постоянных упругости (elastic constants) Е.Г. и влияния нейтронного облучения на них.
Большая часть исследований была проведена на пирографите ( мы используем термин пироуглерод- D.B.Fischbach 1971,т.к. даже при 2100-2500 d002 кристаллитов соответствует d002 неупорядоченного углерода), и материалах на его основе.
Были:
PC-массивный пироуглерод, т-ра осаждения 2100-2500, d002=3.42-3.44А (а как написать значок "ангстрем"?)
MAPG-среднеотоженный пирографит, d002 немного более 3.36А,
HAPG- 3.354А
TAPG- отжиг при растягивающем напряжении, d002 где- то уровня MAPG.
ILPG- пирографит, полученый отжигом под нагрузкой внутренних (близких к подложке осаждения) слоев.
И, наконец CAPG, сейчас известный под названием HOPG- отжиг при сжатии, d002=3.356-3.358А.
Как видите, практически ни один из искусственных материалов не обладает идеальной решеткой. Хотя борьба за каждую тысячную ангстрема идет нешуточная.
Надеюсь, не утомил.
Спасибо за подробные пояснения - все стало четко понятно, и очень полезно про разные типы графита. Буду осторожен с цифрами (хотя и округлил в принципе арифметически и грамматически правильно )
Наталья Алексеевна! Подскажите, пожалуйста,
связан ли фуллерен каким-либо образом с
оптикой, вот прочитал в приложенной презентации
о каких-то детекторах света..в чем особенность
таких детекторов?
Если вы серьезно интересуетесь данным вопросом, тогда обращайтесь к другой участнице проекта "НАНОМЕТР", http://www.n...manina.html, Наталии Владимировне Каманиной, которая является одним из ведущих специалистов в данной области. Предварительно прочитайте публикацию Жидкие кристаллы прекрасны... и посмотрите ее работы.
(А презентацию (+ссылку) привела, поскольку взяла из нее две картинки для иллюстраций, полагая, что презентация будет интересна и полезна, а также вызовет желание узнать по-больше о фуллерене, 25-летие которого было отмечалось и в Интернете, ну а на НАНОМЕТРе нельзя было пропустить такое событе)
Некоторые подробности о появлении фуллерена в качестве элемента заставки Google (из первых уст): "A year and half ago, I met someone from Google, and said, 'Why not put the 25th anniversary of the buckyball discovery on the Google doodle page?'" Kroto told a high school science teacher who sought advice on inspiring students. When an animated buckyball appeared on the Google home page in early September, Kroto said one correspondent estimated "more people learned about buckyballs on that one day than in the 25 years the research has been carried on … because they were clicking on that thing.
"So the secret is, get your molecule on Google."
- эту поучительную историю рассказал
Sir Harold W. Kroto на Buckyball Discovery Conference ( http://www.a...ewsID=20080)
Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся
в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.
. А насчет "диаметра молекулы" С60 все оказалось не так-то просто 
.
