Нанотехнология негіздері оқу құралы Алматы
Фуллерендер және көміртекті нанотүтікшелер
жүктеу/скачать 3,31 Mb.
|
нанотех
| 4 Фуллерендер және көміртекті нанотүтікшелер
4.1 Фуллереннің ашылуы Фуллерендердің ашылуының өз тарихы бар екенің атап өту керек: 60 атомдардан тұратын көмiртектiң бар болуы мүмкіндігін Жапонияда 1971 жылы болады деген және Ресейде 1973 жылы теория жағынан дәлелденді. Бiрақ, оның болуы тұралы ешқандай дәлелдерi болмады. Фуллереннің ашылуы жұлдыз аралық кеңiстiктегi материяның табиғатын зерттеу нәтижелерінің белгілі дәрежеде кездейсоқ жағдай болып табылды. Олар жұлдыздар аралық кеңiстiкте жайласқан заттың кіші бөлшектерiнiң жарықты жұтылуын зерттеуге арналған. Жұлдыздардың жарықтығы ғарыш кеңiстiгi арқылы өткенде оның қарқындығы азаяды. Бұл оптикалық жұтылу құбылысы деп аталады және жарықтың жұлдыз аралық шаңдарынан шашырауы және жұтылуы салдарынан болады. Бұндай зерттеулер нәтіжесінде ультра күлгін диапазонында толқын ұзындықтары 220 нм болғанда жұтылу жоғарлайды (бұл квант энергиясының 5,6 эВ сәйкес). Бұл жұтылу графиттің гипотетикалық кіші бөлшектерінде жарықтың жұтылуына жазылды. Суретте жарықтың жұтылу қарқындылығының фотон энергиясына тәуелділігі көрсетілген. Бұл 220 нм аймағында оптикалық жұтылуды түсіндіру астрономдар арасында жалпы қабылданған болып саналды. 4.1 сурет. Жұлдыз сәулесінің оптикалық спектрі. 5,6 эВ жұтылушыңы жұлдыз аралық шаңдардағы С60 молекулаларында жұтылуы есебінен пайда болады Аризонуниверситетінен Д. Хаффман және Гейдельбергтегі М. Планкатындағы Ядролық физика институтыннан В. Кретчмер, бұлт үсінулерге қанағаттанбай бұл сұрақты терең зерттеуге шешім қабылдады. Гелий атмосферасындағы екi графит электродтарының арасындағы электрдоғасы көмегiмен, олар күйенiң өте ұсақ бөлшектерiн жасады және оларды кварцтық шыныдан жасалған пластинкалардың бетіне тұндырды. Әртүрлi спектроскопиялы қәдiстердiңкөмегiменоларграфиттiңбелгiлi спектр сызықтарын байқады, соныменбiргеИҚ- диапозонында төрт қосымша сызықты тапты, олардың келіпшығуы графитпен байланысты емес. Хаффман және Кретчмердің таңдалуына орай бұл байқалған тұндырылған графит затының төрт жутылу жолағы С60 молекуласы үшiн болжанған сызықтарына жақсы сәйкес келді. Фуллеренді ашуға әртүрлі әдістерді қолдана отырып басқада зерттеушілер тобы жақындай түсті. Англиядағы Суссекс университетінен Х. Крото космологиялық зерттеулермен шұғылданып космос кеңістегіндегі ұзын сызықты көміртек молекулаларын зерттеді. Оны бұндай молекулалардың келіп шығуы қызықтырды және ол фуллерендер кызыл алыптар деп аталатын жұдыздардың сыртқы атмосферасында пайда болуын болжады. Бұл болжауды (гипотеза) тексеру үшін Х. Крото жұлдыздар атмосферасының сыртқы бөлімдеріндегі шарттарды, онда сызықты көміртек тізбегінің пайда болу мүмкіндігін нақтылау үшін зертханалық жағдайды жасауды алдына мақсат етіп қойды. Жоғарғы энергиялы лазерлік импульстар шарттарына ұқсас және қызыл алыптардың сыртқы қабаттарында көміртектің ыстық буы болатынын Х. Крото білді. Х. Крото жоғарғы энергия лазерлік имппульстардың көмегімен атомдық кіші кластерін алу үшін қондырғысын (4.2 сурет) жасаған Р. Смоллимен (Хьюстондегі Райсуниверситетінің профессоры) байланысты.
Бұл тәжірібеде графиттік диск жоғары қарқынды лазерлік сәулемен кыздыру арқылы көміртекті буландырды. Буларды гелийдің газ тәрізді ағынымен ілестіріп және камерадан кіші саңылауарқылы шығарылды. Газдың кеңеюі буларды суытты және олар кластерлер түрінде конденсирленді. Бұл кластерлер ағыны масс-спектрометрге бағытталды. Масс-спектрометр бөлшектердің 720 массалық санын тіркеді. Басқаша айтқанда бұл әрбір массасы 12 а.б. (атомдық бірлік) болған көміртектің 60 атомынан тұратын бөлшектер еді. С60 молекуларының бар болуына дәлелдер табылды. Бұл 1985 жылы болған еді және зерттеулермен ғалымдар Роберт Керл, Харольд Крото, Ричард Смолли, Хит және О’Брайенлер айналысты. жүктеу/скачать 3,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|