«Фуллерены углеродные нанотрубки графен»
| Вид материала | Документы |
- Углеродные наноматериалы (Фуллерены, нанотрубки и материалы на их основе) симпозиум, 518.27kb.
- Е. В. Жариков Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, 258.98kb.
- С. М. Планкина «Углеродные нанотрубки», 175.71kb.
- Вступительный экзамен в магистратуру для специальности «5М074000 –наноматериалы и нанотехнологии», 74.37kb.
- N-01-tisncm-2 Паспорт совместного российско-американского проекта, 87.7kb.
- Аннотационный отчет за 2010 год по Программе II «Наноструктурные слои и покрытия: оборудование,, 461.05kb.
- Информационный бюллетень наноструктуры сверхпроводники фуллерены Том 8, выпуск, 324.75kb.
- 6-ая международная конференция, 47.17kb.
- Власов А. В., Литвинов В. В, 80.85kb.
- Информационный бюллетень наноструктуры сверхпроводники фуллерены Том 10, выпуск 13/14, 277.29kb.
 | Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Институт международных отношений | ||||||||||
| Факультет: | «Управления и экономики высоких технологий» | ||||||||||
| Кафедра: | № | 55 | | Институт международных отношений | | ||||||
| Специальность: | 350200 | «Международные отношения» | | | |||||||
| | | | | | |||||||
| реферат на тему: | |||||||||||
| «Фуллерены. углеродные нанотрубки. графен» | |||||||||||
Подготовила:
Береславцева Анастасия
У04-04
Оглавление
Оглавление 2
Введение 3
Глава 1. Фуллерены 4
1.1 История открытия фуллеренов 4
1.2 Фуллерен. Строение 5
1.3 Родственные соединения 10
1.4 Химические свойства фуллерена 12
1.5 Получение фуллеренов 14
1.6 Использование фуллеренов 16
1.7 Шунгит 19
1.8 Токсичность фуллеренов 20
Глава 2. Углеродные нанотрубки 23
2.1 Открытие нанотрубок 23
2.2 Строение нанотрубок 23
2.3 Свойства нанотрубок 27
2.4 Получение углеродных нанотрубок 29
2.5 Токсичность нанотрубок 30
2.6 Применение нанотрубок 31
Глава 3. Графен 35
3.1 Общие сведения о графене 35
3.2 Свойства графена 36
3.3 Графеновые наноленты 38
3.4 Получение графена 39
3.5 Применение графена 43
Заключение 49
Список использованных источников 50
Введение
В ХХ веке произошло много открытий, в корне изменивших жизнь человечества. Одним из таких открытий стало обнаружение новых аллотропных форм углерода, таких, как фуллерены, а впоследствии и углеродные нанотрубки и графен. Невероятные свойства этих структур открыли широчайшие перспективы их использования в областях электроники, медицины и многих других.
На данный момент количество статей и исследований данных стуктур исчисляется сотнями. Что, безусловно, только подчеркивает их актуальность для научного сообщества.
За открытие и изучение фуллеренов и графена были присуждены Нобелевские премии в 1997 и 2010 годах соответственно. Как можно увидеть из двух данных дат, однажды начавшиеся исследования не только не остановились, но и крайне активно продолжились и, логично будет предположить, что будут вестись и в будущем.
Данная работа включает в себя основные положения об исследованиях этих структур, их свойствах, производстве и применении, и имеет своей целью дать общее понятие о фуллеренах, нанотрубках и графене, а также предоставить научно-фактологическую основу для последующих выводов о важности продолжения данных исследований и использования аллотропных форм углерода в различных сферах человеческой деятельности.
Глава 1.Фуллерены
1.1История открытия фуллеренов
В середине 60-х годов Дэвид Джонс конструировал замкнутые сфероидальные клетки из своеобразным образом свернутых графитовых слоев. Было показано, что в качестве дефекта, внедренного в гексагональную решетку обычного графита, и приводящего к образованию сложной искривленной поверхности, может быть пятиугольник.
В начале 70-х годов физхимик–органик Е.Осава предположил существование полой, высокосимметричной молекулыС60, со структурой в виде усеченного икосаэдра, похожей на футбольный мяч. Чуть позже (1973 г.) российские ученые Д.А. Бочвар и Е.Г. Гальперин сделали первые теоретические квантово-химические расчеты такой молекулы и доказали ее стабильность.
В августе 1985 года в лабораторию Р. Смолли приехал известный астрофизик Г. Крото, который работал над проблемой отождествления спектров инфракрасного излучения, испускаемого некоторыми межзвездными скоплениями. Одно из возможных решений этой проблемы, достаточно давно стоявшей в астрофизике, могло быть связано с кластерами углерода, который, как известно, составляет основу межзвездных скоплений. Целью визита Крото в Техас была попытка, воспользовавшись аппаратурой лаборатории Смолли, по масс-спектру кластеров углерода получить заключение об их возможной структуре. В экспериментах участвовали Г.Крото (Англия, Сассекский университет), Хит, О'Брайен, Р.Ф.Керл и Р. Смолли (США, Университет Раиса), и их результаты были таковы, что в масс-спектре кластеров углерода наблюдались явно выраженные пики с числом атомов 60 и 70. Сигналы соответствовали массам 720 и 840, что указывало на существование крупных агрегатов из углеродных атомов – С60 и С70. Масс-спектры позволяют установить лишь молекулярную массу частицы и не более того, однако этого оказалось достаточно, чтобы фантазия ученых заработала. В итоге была предложена структура многогранника, собранного из пяти- и шестиугольников. Это было точное повторение структуры, предложенной 12 лет назад Д. Бочваром и Е. Гальпериным.
Первый способ получения и выделения твердого кристаллического фуллерена был предложен в 1990 г. В.Кречмером и Д.Хафманом с коллегами в институте ядерной физики в г. Гейдельберге (Германия).
В 1992 в природном углеродном минерале – шунгите (свое название этот минерал получил от названия поселка Шуньга в Карелии) были обнаружены природные фуллерены.
В 1996 году Р.Е.Смолли, Р.Ф.Керл,Г.Крото получили Нобелевскую премию по химии за изучение молекул С60, имеющих форму усеченного икосаэдра.
Летом 2010 года впервые были обнаружены фуллерены в космосе и третьего сентября 2010 года 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. 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.