Polyme hóa

Dưới áp suất và nhiệt độ cao, các buckyball sụp đổ để tạo thành các khung carbon một, hai, hoặc ba chiều. Các polyme mạch đơn được hình thành bằng cách sử dụng tuyến trùng hợp gốc chuyển giao nguyên tử (ATRAP) nguyên tử [50]

"Ultrahard fullerite" là một thuật ngữ được đặt ra thường được sử dụng để mô tả vật liệu được sản xuất bởi quá trình xử lý fullerite ở nhiệt độ cao áp suất cao (HPHT). Điều trị như vậy chuyển đổi fullerite thành một dạng kim cương tinh thể nano đã được báo cáo để thể hiện các tính chất cơ học đáng chú ý. [51]Fullerite (quét hình ảnh kính hiển vi điện tử)

Hóa học

Bài chi tiết: Hóa học Fullerene

Fullerenes ổn định, nhưng không hoàn toàn không hợp lý. Các nguyên tử carbon được điều chỉnh sp 2, ở mức tối thiểu năng lượng của chúng trong than chì phẳng, phải được uốn cong để tạo thành hình cầu hoặc ống kín, tạo ra biến dạng góc. Phản ứng đặc trưng của fullerene là bổ sung điện di ở liên kết đôi 6,6, làm giảm biến dạng góc bằng cách thay đổi các nguyên tử cacbon 2-điều chỉnh thành sp 3-điều chỉnh. Sự thay đổi quỹ đạo lai làm cho các góc liên kết giảm từ khoảng 120 ° trong quỹ đạo sp 2 xuống còn khoảng 109,5 ° trong sp 3quỹ đạo. Sự giảm góc liên kết này cho phép các liên kết uốn cong ít hơn khi đóng hình cầu hoặc ống, và do đó, phân tử trở nên ổn định hơn.

Các nguyên tử khác có thể bị mắc kẹt bên trong fullerene để tạo thành các hợp chất bao gồm được gọi là fullereneres endoh thờ. Một ví dụ khác thường là fullerene hình trứng Tb 3 N @ C 84, vi phạm quy tắc ngũ giác bị cô lập. [52] Bằng chứng gần đây về tác động của thiên thạch vào cuối thời kỳPermiđã được tìm thấy bằng cách phân tíchcác loại khí quýđược bảo tồn. [53] Các chế phẩmdựa trên cơsởluyện kim bằng cách sử dụng quy trình thép rhonditic đang bắt đầu sản xuất như là một trong những cách sử dụng thương mại đầu tiên của buckyballs.

Độ hòa tan

Bài chi tiết: Độ hòa tan FullereneC 60 trong dung dịchC 60 trong dầu ô liu thêm nguyên chất cho thấy màu tím đặc trưng củaCnguyên sơ 60 giải pháp Fullerenes hòa tan trong nhiều dung môi hữu cơ, chẳng hạn như toluene, chlorobenzene và 1,2,3-trichloropropane. Độ hòa tan thường khá thấp, như 8 g / L đối với C 60 trong carbon disulfide. Tuy nhiên, fullerene là loại allotrope duy nhất được biết đến có thể hòa tan trong dung môi thông thường ở nhiệt độ phòng. [54] [55] [56] [57] [58]Trong số các dung môi tốt nhất là 1-chloronaphthalene, sẽ hòa tan 51 g / L C 60.

Các giải pháp của buckEGAfullerene tinh khiết có màu tím đậm. Giải pháp của C 70 là một màu nâu đỏ. Cácfullerene cao hơn C 76 đếnC 84 có nhiều màu sắc. Tinh thể C cỡ milimet 60 vàC 70, cả tinh khiết và hòa tan, có thể được trồng từ dung dịch benzen. Kết tinh C60 từ dung dịch benzen dưới 30 °C (khi độ hòa tan tối đa) thu được một chất rắnba chiều hòa tan C 60 · 4C 6 giờ 6. Trên 30 °C, người ta thu được fcc C không có solvate 60. [59] [60]

Cơ học lượng tử

Năm 1999, các nhà nghiên cứu từ Đại học Vienna đã chứng minh rằng tính lưỡng tính sóng hạt áp dụng cho các phân tử như fullerene. [61]

Siêu dẫn

Bài viết chính: Buckminsterfullerene

Fullerene thường là chất cách điện, nhưng khi kết tinh với kim loại kiềm, hợp chất thu được có thể được dẫn hoặc thậm chí siêu dẫn. [62]

Chirality

Một số fullerene (ví dụ C 76,C 78,C 80 vàC 84)vốnlàchirusvì chúng là D2-đốixứng và đã được giải quyết thành công. Những nỗ lực nghiên cứu đang tiếp tục để phát triển các cảm biến cụ thể cho các đối thủ của họ.

Ổn định

Hai lý thuyết đã được đề xuất để mô tả các cơ chế phân tử tạo ra fullerene. Lý thuyết cũ hơn, từ dưới lên trên của Wikipedia đề xuất rằng chúng được chế tạo theo nguyên tử. Cách tiếp cận thay thế từ trên xuống của Wap khẳng định rằng fullerene hình thành khi các cấu trúc lớn hơn nhiều phá vỡ thành các bộ phận cấu thành. [63]

Năm 2013, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng fullerene không đối xứng được hình thành từ các cấu trúc lớn hơn ổn định thành fullerene ổn định. Chất tổng hợp là một metallicofullerene đặc biệt bao gồm 84 nguyên tử carbon với hai nguyên tử carbon bổ sung và hai nguyên tử yttri bên trong lồng. Quá trình sản xuất khoảng 100 microgam. [63]

Tuy nhiên, họ phát hiện ra rằng phân tử bất đối xứng về mặt lý thuyết có thể sụp đổ để hình thành gần như mọi fullerene và metallicofullerene đã biết. Các nhiễu loạn nhỏ liên quan đến việc phá vỡ một vài liên kết phân tử làm cho lồng trở nên có tính đối xứng và ổn định cao. Cái nhìn sâu sắc này ủng hộ lý thuyết rằng fullerene có thể được hình thành từ graphene khi các liên kết phân tử thích hợp bị cắt đứt.