Углерод до недавнего времени был известен в двух основных аллотропных модификациях — в виде графита со слоистой структурой и в виде алмаза. Энергия связей в графите относительно невелика, и поэтому уже в дуговом разряде с графитовыми электродами происходит почти полная диссоциация поступающих в разрядный промежуток кластеров углерода (графита) на отдельные 344 Гл. 6. Плазменные процессы с трансформацией частиц и излучением атомы со свободными валентностями и, уходя из горячей зоны, они начинают ак- тивно соединяться друг другом, создавая не только плоские, но и пространственные конфигурации, так сказать, пространственные аналоги бензольного кольца. 2 R Рис. 6.11.6. Потенциальная энергия взаи- модействия двух атомных частиц в зави- симости от расстояния между ними при образовании эксимера A); потенциаль- ная энергия невзаимодействующих атомов B); 3 — излучательные переходы между A) и Рис. 6.11.7. Схема одной из первых уста- новок для синтеза фуллеренов. 1 — гра- фитные электроды, 2 — охлаждаемые во- дой токоподводы, 3 — охлаждаемая по- верхность колпака, на которую оседает са- жа с фуллеренами, 4 — пружина В 1985 году в конденсате угольных паров дугового разряда (рис. 6.11.7), наряду с сажей, были обнаружены шарообразные молекулы Сбо из 60 атомов углерода (рис. 6.11.4а). Их удалось выделить, поскольку фуллерены растворяются в органиче- ских жидкостях, а сажа — нет. Формирование фуллеренов представляет собой стохастический процесс. Поэтому реально получаются молекулы с разным числом атомов углерода. Позднее были об- наружены и качественно иные структуры, в частности, в виде трубок. Эти структуры получили название нанотрубок (рис. 6.11.46,в). В настоящее время детали кинетики образования фуллеренов во многом неясна. Поэтому мы не будет на ней специально останавливаться. Отметим только, что сейчас освоена техника введения внутрь молекулы фуллерена атомов разного вида. В частности, при введении внутрь щелочных металлов были получены сверхпро- водники с критической температурой Ткр до 33 К. Фуллерены обладают большим числом и других замечательных свойств, и их создание — прекрасная иллюстрация огромных возможностей плазмохимии.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Фуллерены и нанотрубки» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
