Fullereen: erinevus redaktsioonide vahel

Struktuurilt sarnanevad fullereenid [[Grafiit|grafiidiga]], mis koosneb kuuelüliliste tsüklitega [[grafeen]]i<nowiki/>lehtedestilehtedest, kuid fullereenid võivad moodustada ka viie- (ja harva ka seitsme-)lülilisi tsükleid.<ref name="test" /> Silindri- ehk torukujulisi fullereene nimetatakse [[süsiniknanotorud]]eks.

[[Pilt:Carbon nanotube zigzag povray cropped.PNG|pisi|leftvasakul|Süsinik-nanotoru]]

C₆₀ Van der Waalsi [[diameeter]] on 1,1 &nbsp;nm<ref name="test3" /> ning kahe tuuma vaheline kaugus on 0,71 &nbsp;nm.

Üsna levinud on ka C₇₀<ref name="test5" />, kuid suurema süsinike arvuga fullereene on saadud vaid laboris, looduses neid ei leidu.

[[Süsiniknanotorud]] on [[silinder|silindrikujulised]] fullereenid. Nende laius on tavaliselt mõni [[nanomeeter]], kuid pikkus võib olla lühem kui üks [[mikromeeter]] ning ulatuda mitme [[millimeeter|millimeetrini]]. Neil võivad olla nii kinnised kui ka avatud otsad. Esineb ka selliseid torusid, mille diameeter väheneb tasapisi enne toru sulgumist. Nanotorude [[molekulaarne aine|molekulaarne struktuur]] annab neile erilised omadused: suure [[tõmbetugevus]]e, kõrge [[elektrijuhtivus|elektri-]] ja [[soojusjuhtivus]]e, suure [[plastilisus]]e ning suhteliselt hea [[Inertsus (keemia)|keemilise inertsuse]], mis tuleneb silindrilisest ja üsna planaarsest struktuurist, milles C aatomid pole kergesti kättesaadavad ega teiste aatomitega asendatavad.

Fulleriidid on [[tahke olek|tahked]] materjalid fullereenidest ja nendega seotud ühenditest. “Ultrakõvadeks"Ultrakõvadeks fulleriitideks”fulleriitideks" nimetatakse kõrge rõhu ja temperatuuri (HPHT) all toodetud fulleriite. Selline töötlus muudab fulleriidi [[teemant|teemand]]i nanokristalliliseks vormiks, millel on märkimisväärsed mehaanilised omadused.

Fullereene on võimalik ka [[hüdrogeenimine|hüdrogeenida]]. Selle reaktsiooni tuntuimad saadused on C₆₀H₁₈ ja C₆₀H₃₆. Hüpoteetiliselt oleks võimalik ka C₆₀H₆₀, kuid suure deformatsioonienergia tõttu ei ole taoline struktuur võimalik. Rohkelt hüdrogeenitud fullereenid ei ole üldiselt väga stabiilsed.

Avatud struktuuriga fullereenides<ref name="Vougioukalakis" /> on üks või ka rohkem sidemeid keemiliselt eemaldatud, mistõttu on sfääris “auk”"auk".<ref name="Roubelakis" /> Seda meetodit on rakendatud selleks, et fullereeni struktuuri endoeedriliselt lisada väikseid aatomeid või molekule, näiteks [[vesinik]], [[heelium]], [[liitium]]. Pärast võõraatomi lisamist on võimalik struktuur uuesti ka “sulgeda”"sulgeda".

Veega seostunud ([[Ioonide hüdraatumine|hüdraatunud]]) fullereenid on stabiilsed ja väga [[hüdrofiilsus|hüdrofiilsed]] kompleksid. C₆₀ molekul võib liita 24 vee molekuli. Hüdraatkate tekib doonor-aktseptormehhanismiga [[hapnik]]u vabade [[elektronpaar]]ide ja fullereeni pinna vahel. Samaaegselt on vee molekulid omavahel seotud tiheda [[vesinikside]]mete võrgustikuga. C₆₀HyFn ehk hüdraatunud C₆₀ molekuli suurus on 1,6–1,8 &nbsp;nm.

Skeem kujutab mitmeastmelise sünteesi viimast etappi, kus [[polütsükliline aromaatne süsivesinik]], mis koosneb 13 kuusnurgast ja kolmest viisnurgast, pürolüüsitakse 1100 &nbsp;°C ja 0,1 [[torr]]i juures. Kolm C-Cl sidet toimivad [[vaba radikaal|vabade radikaalide]] inkubaatoritena ning kerajas struktuur moodustub keeruka [[radikaalreaktsioon]]ide ahelana. Sellise sünteesi [[saagis]] on madal: kõigest 0,1–1%.

Fullereene tekib [[kõrvalsaadus|kõrvalsaadusena]]ena mis tahes [[süsivesinik]]u [[põlemine|põlemisreaktsioonis]], näiteks küünla põlemine. Sel juhul võib saagis olla isegi üle 1%, mistõttu ei saa fullereenide orgaanilist sünteesi eriti tulemuslikuks pidada.

Fullereenide (eriti C₆₀) toksilisust on palju uuritud.<ref name="test10" /><ref name="test11" /> Peamised katsed on läbi viidud hiirtel ''[[in vivo]]'', milles leiti, et kogusele 5000 &nbsp;mg/kg (kehakaalu kohta) on hiired tolerantsed. On uuritud ka fullereenide segude (näiteks C₆₀ ja C₇₀) mõju, mis samuti väikeses koguses (2000 &nbsp;mg/kg) <ref name="test12" /> hiirtele ohtu ei kujutanud. On isegi leitud, et C₆₀ vesilahus võib piisavalt väikeses koguses avaldada kaitsvat efekti [[vaba radikaal|vabade radikaalide]] kahjustava mõju eest.

Fullereenide keemilised ja füüsikalised omadused on viimase kümnendi jooksul olnud [[teadus]]es ja [[tehnoloogia]]s suureks huviobjektiks. Välja on pakutud nende kasutamisvõimalusi näiteks lahinguvarustuses, aga ka meditsiinivaldkonnas, näiteks sidudes [[antibiootikum]]e teatud [[Resistentsus antibiootikumidele|resistentsete]] [[bakter]]ite ning isegi vähirakkude (näiteks [[melanoom]]) külge.

[[Nanotehnoloogia]]s uuritakse peamiselt fullereenide kuumuskindlusest ja ülijuhtivusest tulenevaid rakendusvõimalusi.