دانلود تحقیق فولرین ها

Word 41 KB 11650 9
مشخص نشده مشخص نشده شیمی - زیست شناسی
قیمت قدیم:۷,۱۵۰ تومان
قیمت: ۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • فولرین ها

     

    اولین فولرین کشف‌شده باکی‌بال بود، که به علت شباهت با گنبد ژئودزی آرشیتکت معروف باکمینستر فولر، باکمینستر فولرین نیز خوانده می‌شد. این ماده را ریچارد اسمالی، رابرت کرل و هاری کروتو در سال 1985 در دانشگاه رایسِ هوستون، خلق کردند. این افراد به خاطر اکتشافشان در جایزه نوبلِ 1996 با یکدیگر شریک شدند.

    باکی‌بال مولکولی از 60 اتم کربن (C60) به شکل یک توپ فوتبال است، که به صورت شش‌ضلعی‌ها و پنج‌ضلعی‌های به‌هم پیوسته‌ای آرایش یافته‌اند.

    در اندک‌زمانی، فولرین‌های دیگری کشف شدند که از 28 تا چندصد اتم کربن داشتند. با این حال C60 ارزان‌ترین و سهل‌الوصول‌ترین آنهاست و فولرین‌های بزرگ‌تر هزینه بسیار بیشتری دارند. لغت فولرین کل مجموعه مولکول‌های توخالی کربنی را که دارای ساختار پنج‌ضلعی و شش‌ضلعی می‌باشند، پوشش می‌دهد.

    نانولوله‌های کربنی- که از لوله‌‌شدن صفحات گرافیتی با آرایش شش‌ضلعی ساخته می‌شوند- در صورت بسته‌بودن انتهایشان، خویشاوند نزدیک فولرین به حساب می‌آیند. در واقع آنها به مثابه فولرین‌هایی می‌باشند که با قراردادن کربن در نصف‌النهارشان به صورت لوله درآمده‌اند. با این حال در اینجا لفظ فولرین‌ها دربرگیرنده نانولوله‌ها نیست.

    روش‌های تولید

    درواقع فولرین‌ها به مقدار اندکی در طبیعت، در حین آتش‌سوزی و صاعقه‌زدگی پدید می‌آیند. شواهدی وجود دارد که انقراض موجودات دوره پرمین در 250 میلیون سال پیش، حاصل برخورد یک شیء حاوی باکی‌بال‌ها بوده است. با این حال فولرین‌ها اولین‌بار در دوده حاصل از تبخیر لیزری گرافیت کشف شدند.

    اولین فرآیند تولید انبوه، روش تخلیه قوس الکتریکی (یا کراچر- هوفمن) بود، که در سال 1990 با استفاده از الکترود های گرافیتی توسعه‌یافت. در این فرآیند بیشتر C60 و C70تشکیل می‌شود. اما می‌توان با تغییراتی مثل استفاده از الکترودهای متخلخل‌تر به فولرین‌های بالاتر نیز دست یافت. با استفاده از حلال‌هایی همچون تولوئن می‌توان بهC60 با خلوص تقریباً 100% دست یافت.

    اندکی بعد، گروهی درمؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) شروع به تولید C60 در شعله بنزن کردند. از پیرولیزِ[1] ترکیبات آروماتیک بسیاری برای تولید فولرین‌ها استفاده شد.

    ثابت شده که روش‌هایی همچون اسپاترینگ و تبخیر با پرتو الکترونی (روی گرافیت)، موجب افزایش بازده تولید فولرین‌های بالاتری همچون C78, C76, C70 و C84 می‌شود. دانشگاه کالیفرنیا در لوس آنجلس (UCLA) در این زمینه اختراعاتی را به ثبت رسانده است.

    خواص فولرین ها

    باکی‌بال‌‌ها از نظر فیزیکی مولکول‌هایی بیش از حد، قوی هستند و قادرند فشارهای بسیار زیاد را تحمل کنند، به طوری که پس از تحمل 3000 اتمسفر فشار به شکل اولیه خود برمی‌گردند. به نظر می‌رسد استحکام فیزیکی آنها در بخش مواد دارای توان بالقوه‌ای باشد. با این حال آنها مثل نانولو‌له‌ها به جای پیوند شیمیایی، با نیروهای بسیار ضعیف‌تری (نیروهای واندروالس) به هم می‌چسبند، که مشابه نیروهای نگهدارنده لایه‌های گرافیت است. این مسأله موجب می‌شود باکی‌بال‌‌ها مثل گرافیت دارای قابلیت روان‌کنندگی شوند؛ هر چند این مولکول‌ها به دلیل چسبیدن به شکاف‌ها برای بسیاری از کاربردها خیلی کوچکند.

    باکی‌ بال‌‌ های چند پوسته موسوم به نانوپیازها (Nanonion)، بزرگ‌ترند و قابلیت بیشتری برای استفاده به عنوان روان‌کننده دارند. روش خلق آنها با خلوص بسیار بالا از طریق قوس الکتریکی زیرآبی در دسامبر 2001 توسط گروهی از دانشگاه کمبریج در انگلستان و مؤسسه هیمجی در ژاپن ارائه شد.

    اینکه باکی‌بال‌‌ها به خوبی به یکدیگر نمی‌چسبند، به این معنا نیست که در جامدات دیگر کاربرد ندارند. وارد‌کردن مقادیر نسبتاً اندک از آنها در یک زمینه پلیمری، موقعیتی برای آنها به وجود می‌آورد که بخشی از استحکام بالا و دانستیه پایین آنها را به ماده حاصل می‌بخشد.

     

     

     

    تحقیقاتی روی کاهش لغزندگی باکی‌بال‌‌ها انجام شده است. کمی قبل از روش فوق‌الذکر برای تولید نانوپیازها، لارس هولتمن و همکارانش از دانشگاه لینکوپینگ در سوئد برخی از اتم‌های کربن باکی‌بال‌ را با نیتروژن جایگزین کرده، موجب پیوند آنها با هم، به صورت ماده‌ای سخت اما الاستیک شدند. این باکی‌بال‌‌های اصلاح شده نیز پوسته‌هایی را روی خود شکل داده و به همین علت آنها نیز نانوپیاز خوانده می‌شوند.

    فولرین‌ها و مواد مربوطه توانمندی بالایی در کاتالیزگری دارند. گروهی در مؤسسه فریتزهابر در برلین از باکی‌پیازها (باکی‌بال‌های چندلایه) در فرآیند مهم تبدیل اتیل بنزن به استایرن استفاده کرده‌اند. حداکثر راندمان راهکارهای موجود 50% است، اما این محققان در تجربیات اولیه خود به راندمان 62% رسیده و انتظار بیشتر از آن را هم دارند. با این حال به نظر می‌رسد خود باکی‌پیازها در حین واکنش مقداری از نظم ساختاری خود را از دست بدهند (Angewandte Chemie International Edition, 41, 1885-1888).

    international SRI نیز متوجه خواص کاتالیزوری فولرین‌ها و مواد وابسته به آنها از جمله دوده حاصل‌شده در حین روش‌های قوس الکتریکی و احتراق شده است. این دوده حاوی انواع اشکال کربن است، که ممکن است تاحدی ساختار شش‌ و پنج‌ضلعی فولرین را داشته باشند، اما بخش‌های باز‌شده‌ای هم جهت کارکردهایی به عنوان یک کاتالیزور داشته باشند. از این دوده می‌توان برای هیدروژناسیون یا د‌هیدروژناسیون آروماتیک‌ها، اصلاح روغن‌های سنگین و تبدیل متان به هیدروکربن‌های بالاتر در فرآیندهای پیرولیتیک یا رفرمینگ استفاده کرد.

    فولرین‌ها خواص الکتریکی جالبی دارند و به همین دلیل کاربردهای متعددی، از قطعات ذخیره داده تا پیل‌های خورشیدی برای آنها پیشنهاد شده است. محققان Virginia Tech از لایه‌های آلی انعطاف‌پذیر استفاده کرده‌اند. در حال حاضر کارآیی این پیل‌ها یک‌پنجم پیل‌های فوتوولتائیک سیلیکونی مرسوم است (حدود 4-3% در مقایسه با 20-15% پیل‌های خورشیدی مرسوم)، اما محققان امیدوارند با کنترل بهتر نانوساختارها به کارکرد قطعات سیلیکونی یا حتی فراتر از آن دست یابند.

    از خواص الکتریکی فولرین‌ها می‌توان استفاده‌های بالقوه‌ای نیز در آشکارسازهای نوری اشعه ایکس نمود، که کارهای Siemens از آن جمله است.

    یک استفاده دیگر از خواص الکتریکی فولرین‌ها در پیل‌های سوختی است. سونی از آنها برای جایگزینی مولکول‌های بزرگ پلیمر در غشاهای الکترولیتی پیل‌های سوختی متانولی (جهت مصارف الکترونیکی شخصی) سود جسته است. نتیجه کار یک پیل سوختی بوده است که در دماهای پایین‌تر از نمونه‌های دارای غشای پلیمری کار می‌کند. سونی معتقد است این پیل سوختی می‌تواند ارزان‌تر هم تمام شود. سونی از فولرین‌ها در پیل‌های سوختی هیدروژنی هم استفاده کرده است تا از قابلیت‌ آنها در انتقال پروتون بهره‌برداری کند (غشاهای تبادل پروتون اساس این پیل‌های سوختی می‌باشند).

    فولرین‌ها درون نانولوله‌ها نیز قرار داده شده‌اند تا چیزی به نام غلاف نخود[2] پدید آید. اولین کار از این دست در اوایل 2002 در جنوب کره (دانشگاه ملی سئول) و آمریکا (دانشگاه پنسیلوانیا در فیلادلفیا) به ترتیب با استفاده از C82 و C60 صورت گرفت. فولرین‌ها رفتار الکتریکی نانولوله‌ها را تغییر داده، مناطقی با خواص نیمه‌رسانایی مختلف را پدید می‌آورند. نتیجه می‌تواند مجموعه‌ای از ترانزیستورهای پشت سرهم در یک نانولوله باشد. با تغییر مکان فولرین‌ها می‌توان این خواص را تغییر داد و حتی محققان دانشگاه ایالتی میشیگان پیشنهاد استفاده از آنها برای خلق قطعات حافظه را داده‌اند. با این حال چنین راهکاری بسیار دور از کاربرد است (راهکارهای رقیب بسیاری در نانوالکترونیک و حافظه وجود دارند).

  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

    ندارد.

نشریه نانوتکنولوژی، سال 2002، شماره 13، (243-247) چکیده قرار است نانوتکنولوژی یکی از فناوریهای کلیدی و کارآمد قرن 21 شود. قابلیت اقتصادی آن، حاکی از وجود بازاری بالغ بر چندصد میلیارد یورو برای این فناوری در دهه بعد است. بنابراین نانوتکنولوژی موجب جهت‌دهی فعالیتهای بسیاری از بخشهای صنعتی و تعداد زیادی از شرکتها در جهت آماده‌سازی آنها برای این رقابت جدید شده است. در همین زمان ...

هدف فناوری نانو یا نانوتکنولوژی تولید مولکولی یا ساخت اتم به اتم و مولکول به مولکول مواد و ماشین‌ها توسط بازوهای روبات برنامه‌ریزی شده در مقیاس نانومتریک است (نانومتر یک میلیاردم متر است یعنی پهنای معادل با 3 تا 4 اتم.) مواد جدیدی شامل فولرین و یا لوله‌های کربنی از جمله موادی هستند که به وسیله فناوری نانو تولید شده‌اند و در زمینه‌های بسیار زیادی کاربرد دارند. رایانه‌ها اطلاعات ...

مقدمه: آشنايي با ميکرو کنترلرهاي :AVR ميکرو کنترلر : به آي سي هايي که قابل برنامه ريزي مي باشد و عملکرد آنها از قبل تعيين شده ميکروکنترلرگويند ميکرو کنترل ها داراي ورودي - خروجي و قدرت پردازش مي باشد. بخشهاي مختلف ميکروکنترلر :

بسته‌هاي نرم‌افزاري کار نصب نرم‌افزارهاي کاربردي را در لينوکس آسان کرده‌اند. ديگر لازم نيست براي نصب هر نرم‌افزار، کاربر کدهاي منبع را دريافت کرده، آنها را کامپايل نموده و نصب کند. کاري که بسياري از کاربران از انجام آن ناتوان هستند. همانطور که مت

گوگرد گوگرد يک از عنصر شيميايي جدول تناوبي است که نماد آن S و عدد اتمي آن 16 ميباشد. گوگرد يک نافلزفراوران بي بو بي مزه و چند ظرفيتي است که بيشتر به شکل کريستالهاي زرد رنگ که در کاني هاي سولفيد و سولفات بدست مي آيد شناخته شده ميباشند.گوگرد يک عنصر

خلاصه : شرکت Nano Markets، بر این اعتقاد است که هم اکنون فناوری‌نانو تمام فناوری‌های انرژی کنونی را تحت تأثیر قرار داده و تغییر شگرفی در تصور ما از دنیای انرژی ایجاد خواهد کرد. برای آنها که به منابع انرژی قابل اطمینان دسترسی ندارند، راه حل‌های جدید مهندسی نانو کمک شایانی است تا کیفیت زندگی آنان را بهبود بخشد. فناوری‌نانو برای آنها که از ناکارآمدی ذخیره، تولید و تبدیل انرژی رنج ...

خلاصه : شرکت Nano Markets، بر این اعتقاد است که هم اکنون فناوری‌نانو تمام فناوری‌های انرژی کنونی را تحت تأثیر قرار داده و تغییر شگرفی در تصور ما از دنیای انرژی ایجاد خواهد کرد. برای آنها که به منابع انرژی قابل اطمینان دسترسی ندارند، راه حل‌های جدید مهندسی نانو کمک شایانی است تا کیفیت زندگی آنان را بهبود بخشد. فناوری‌نانو برای آنها که از ناکارآمدی ذخیره، تولید و تبدیل انرژی رنج ...

دیدکلی در دو دهه اخیر ، پیشرفتهای تکنولوﮋی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک بدست آمده است و بسوی تحولی فوق‌العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، ﭘیش می‌رود. برای احساس اندازه‌های فوق ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید، یک نانومتر صد هزار برابر کوچکتراست (). تکنولوﮋی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سر و کار ...

هدف فناوري نانو يا نانوتکنولوژي توليد مولکولي يا ساخت اتم به اتم و مولکول به مولکول مواد و ماشين‌ها توسط بازوهاي روبات برنامه‌ريزي شده در مقياس نانومتريک است (نانومتر يک ميلياردم متر است يعني پهناي معادل با 3 تا 4 اتم.) مواد جديدي شامل فولرين و يا

گوگرد گوگرد يک از عنصر شيميايي جدول تناوبي است که نماد آن S و عدد اتمي آن 16 ميباشد. گوگرد يک نافلزفراوران بي بو بي مزه و چند ظرفيتي است که بيشتر به شکل کريستالهاي زرد رنگ که در کاني هاي سولفيد و سولفات بدست مي آيد شناخته شده ميباشند.گوگرد يک عنصر ح

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول