Các icosah thờ fullerene C540, một thành viên khác trong gia đình fullerenes

Dự đoán và quan sát hạn chế

Nhà thờ C 60 giờ 60 lồng được đề cập vào năm 1965 như là một cấu trúc tôpô có thể. [6] Eiji Osawahiệntại Đại học Công nghệ Toyohashidự đoán sự tồn tại củaC

60 vào năm 1970. [7] [8] Ông nhận thấy rằng cấu trúc của mộtphân tửcorannulenelà một tập hợp con có hình dạng của một quả bóng đá, và đưa ra giả thuyết rằng hình dạng quả bóng đầy đủ cũng có thể tồn tại. Các tạp chí khoa học Nhật Bản đã báo cáo ý tưởng của ông, nhưng nó cũng không phải bất kỳ bản dịch nào của nó đến châu Âu hay châu Mỹ.

Cũng trong năm 1970, RW Henson (khi đó là Cơ sở Nghiên cứu Năng lượng Nguyên tử của Anh) đã đề xuất C

60 cấu trúc và thực hiện một mô hình của nó. Thật không may, bằng chứng cho thấy dạng carbon mới vào thời điểm đó rất yếu, vì vậy đề xuất này đã gặp phải sự hoài nghi, và không bao giờ được công bố. Nó chỉ được thừa nhận vào năm 1999. [9] [10]

Năm 1973, độc lập với Henson, một nhóm các nhà khoa học từ Liên Xô đã thực hiện một phân tích hóa học lượng tử về tính ổn định của C

60 và tính toán cấu trúc điện tử của nó. Bài báo được xuất bản năm 1973, [11] nhưng cộng đồng khoa học không coi trọng dự đoán lý thuyết này.

Khoảng năm 1980, Sumio Iijima đã xác định phân tử C60 từ hình ảnh kính hiển vi điện tử của muội than, nơi nó hình thành lõi của một hạt với cấu trúc của một "củ hành tây". [12]

Khám phá về C 60 [sửa]

Năm 1985 Harold Kroto thuộc Đại học Sussex, làm việc với James R. Heath, Sean O'Brien, Robert Curl và Richard Smalley từ Đại học Rice, đã phát hiện ra fullerenes trong tàn dư than chì (Graphite) được tạo ra bằng cách bốc hơi carbon trong bầu khí quyển helium. Trong phổ khối của sản phẩm, các đỉnh riêng biệt xuất hiện tương ứng với các phân tử có khối lượng chính xác là sáu mươi hoặc bảy mươi hoặc nhiều nguyên tử carbon, cụ thể là C

60 vàC

70. Nhóm nghiên cứu xác định cấu trúc của chúng là "buckyball" quen thuộc. [13]

Cái tên "Buckminster Fullerene" cuối cùng đã được chọn cho C

60 bởi những người khám phá như một sự tôn kính đối với kiến trúc sư người Mỹ Buckminster Fuller vì sự tương đồng mơ hồ của cấu trúc với các vòm trắc địa mà ông đã phổ biến; trong đó, nếu chúng được mở rộng thành một hình cầu đầy đủ, cũng sẽ có nhóm đối xứng icosah thờ. [14] Kết thúc "ene" được chọn để chỉ ra rằng các nguyên tử cacbo nkhông bão hòa, chỉ được kết nối với ba nguyên tử khác thay vì bốn nguyên tử thông thường. Cuối cùng, tên rút gọn "fullerene" đã được áp dụng cho cả gia đình.

Kroto, Curl và Smalley đã được trao giải thưởng Nobel về hóa học năm 1996 [15] cho vai trò của họ trong việc khám phá ra loại phân tử này.

Phát triển hơn nữa

Kroto và nhóm Rice đã phát hiện ra các fullerene khác ngoài C60, [13] và danh sách này đã được mở rộng hơn nhiều trong những năm tiếp theo. Các ống nano carbon lần đầu tiên được phát hiện và tổng hợp vào năm 1991. [16] [17]

Sau khi khám phá ra, một lượng nhỏ fullerene được tìm thấy được tạo ra trong ngọn lửa sooty, [ cần dẫn nguồn ] và bằng cách phóng sét trong khí quyển. [2] Năm 1992, fullerene được tìm thấy trong một gia đình khoáng sản được gọi là shungites ở Karelia, Nga. [1].

Các kỹ thuật sản xuất đã được cải thiện bởi nhiều nhà khoa học, bao gồm Donald Huffman, Wolfgang Krätschmer, Lowell D. Lamb và Konstantinos Fostiropoulos. [ cần dẫn nguồn ] Nhờ những nỗ lực của họ, đến năm 1990, việc sản xuất các mẫu bột fullerene cỡ gram tương đối dễ dàng. Tinh chế Fullerene vẫn là một thách thức đối với các nhà hóa học và ở một mức độ lớn xác định giá fullerene.

Năm 2010, chữ ký quang phổ của C 60 và C 70 đã được quan sát bằng kính viễn vọng hồng ngoại Spitzer của NASA trong một đám mây bụi vũ trụ bao quanh một ngôi sao cách xa 6500 năm ánh sáng. [3]Kroto nhận xét: "Bước đột phá thú vị nhất này cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng buckyball, như tôi nghi ngờ từ lâu, đã tồn tại từ thời xa xưa trong vùng hẻo lánh của thiên hà chúng ta." [4] Theo nhà thiên văn học Letizia Stanghellini, "Có thể những quả bóng từ ngoài vũ trụ đã cung cấp hạt giống cho sự sống trên Trái đất." [18] Năm 2019, các phân tử C60 bị ion hóa đã được phát hiện bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble trong không gian giữa các ngôi sao đó. [19][20]