фуллерен, эндоэдральный


фуллерен, эндоэдральный
Термин
фуллерен, эндоэдральный
Термин на английском
fullerene, endohedral
Синонимы
эндофуллерен, эндометаллофуллерен
Аббревиатуры
ЭМФ, ЭФ, ТМН ЭФ
Связанные термины
высокоэффективная жидкостная хроматография, кластер, углеродные наноматериалы, хроматография
Определение

молекула фуллерена, внутрь углеродного каркаса которой заключены один или несколько атомов или простейших молекул

Описание

Эндоэдральные фуллерены можно разделить на три группы:

  1. эндоэдральные фуллерены, содержащие атомы неметаллов или простейшие молекулы (например, азот, фосфор, гелий, ксенон, СО и др.);
  2. эндоэдральные фуллерены, содержащие атомы металлов – эндоэдральные металлофуллерены (ЭМФ);
  3. эндоэдральные фуллерены, содержащие кластер M3N (где M = Sc, Y или лантаноиды), – триметаллонитридные эндоэдральные фуллерены (ТМН ЭФ).

Эндоэдральные фуллерены синтезируют двумя способами:

  • Первый способ состоит в создании таких условий, когда уже в процессе синтеза фуллеренов некоторая доля молекул Cn оказывается заполненной атомами или молекулами, присутствующими в зоне синтеза.
  • Второй способ основан на внедрении атомов или молекул внутрь углеродного каркаса уже готовых молекул фуллерена.

К первому способу относятся электродуговое и лазерное испарение графита, допированного атомами металлов (подгруппы кальция и подгруппы скандия) в атмосфере гелия. Электродуговой метод, разработанный изначально для получения «пустых» фуллеренов, в настоящее время является основным методом синтеза ЭМФ в макроскопических количествах (выход достигает нескольких процентов). Наиболее эффективен этот метод для получения ЭМФ тех металлов, которые образуют карбиды или ацетилиниды, т.е. металлов подгруппы кальция и подгруппы скандия, в том числе - актиноидов. ТМН ЭФ также получают электродуговым испарением графита,  допированного атомами металлов (подгруппы скандия) в атмосфере гелия, содержащей небольшое количество азота или аммиака (около 1 об.%). Образование ЭМФ и ТМН ЭФ характерно для молекул высших фуллеренов (C76, C78, C80, C84 и др.).

Ко второму способу относятся газовый синтез и ионная имплантация. В первом случае образец фуллерена длительное время выдерживается в атмосфере газа при высокой температуре (600-1000 оС) и давлении (несколько тысяч атмосфер), в результате чего часть молекул фуллерена заполняется молекулами газа. Во втором случае фуллерен подвергается бомбардировке ионами того элемента, который должен быть внедрен в углеродный каркас молекулы фуллерена. Эти методы характеризуются очень низкими выходами ЭФ, не превышающими 0,1%, но позволяют синтезировать ЭФ, содержащие атомы щелочных металлов, атомарный азот или фосфор, атомы благородных газов и др. с заданным углеродным каркасом.

Эндоэдральные фуллерены выделяют из сажи экстракцией органическими растворителями (толуол, о-ксилол, сероуглерод, о-дихлорбензол, N,N-диметилформамид и др.). Полученные экстракты затем разделяют на отдельные фракции методом многостадийной высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Для обозначения эндоэдральных фуллеренов используется формула Мmn где М - инкапсулированный атом или молекула, а нижние индексы m и n указывают на число таких атомов (или молекул) и атомов углерода в молекуле фуллерена соответственно. Рекомендуемое IUPAC название, например, для La@C82 – "[82] fullerene-incar-lanthanum" записывается в виде i LaC82, но редко встречается в литературе.

Авторы
  • Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.
  • Кареев Иван Евгеньевич, к.х.н.
Ссылки
  1. Кольтовер В.К. "Эндоэдральные фуллерены: от химической физики к нанотехнологии и медицине" // Вестник РФФИ - № 59(3), 2008 - С. 54-71
  2. Heath J.R., O`Brien S.C., Zhang Q., Lui Y., Curl R.F., Kroto H.W., Smalley R.E. Lanthanum Complexes of Spheroidal Carbon Shells // J. Am. Chem. Soc. - №107, 1985 - P. 7779-7782
  3. Shinohara H. Endohedral metallofullerenes // Reports on Progress in Physics - № 63, 2000 - P. 843-892
  4. Елецкий А.В. Эндоэдральные структуры // УФН - № 170, 2000 - С. 113 - 142
Иллюстрации
Особенности строения эндоэдральных металлофуллеренов

Особенности строения эндоэдральных металлофуллеренов

Триметаллонитридные эндофуллерены

Триметаллонитридные эндофуллерены


Источник: Stevenson S. et al. Small-bandgap endohedral metallofullerenes in high yield and purity // Nature - № 401, 1999 - P. 55-57

Теги
Разделы
Низкоразмерные углеродные структуры (нанотрубки, графен, фуллерены)
Нанокапсулирование
Углеродные наноматериалы: наноалмазы, углеродные нанотрубки, фуллерены, графен
Искусственные (синтетические) низкоразмерные объекты

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Смотреть что такое "фуллерен, эндоэдральный" в других словарях:

  • фуллерен — Термин фуллерен Термин на английском fullerene Синонимы buckyball Аббревиатуры Связанные термины кластер, магические кластеры, нановискер, луковичная форма углерода, нанометр, углеродные наноматериалы, фуллерен, эндоэдральный, хроматография,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • углеродные наноматериалы — Термин углеродные наноматериалы Термин на английском carbon nanomaterials Синонимы Аббревиатуры Связанные термины волокна, углеродные, графан, наноалмаз, нановолокно, луковичная форма углерода, углепластики, углеродные нанотрубки, фуллерен,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • хроматография — Термин хроматография Термин на английском chromatography Синонимы Аббревиатуры Связанные термины высокоэффективная жидкостная хроматография, клатрат, лаборатория на чипе, порометрия, протеом, протеомика, сорбент, фермент, фуллерен, эндоэдральный… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • высокоэффективная жидкостная хроматография — Термин высокоэффективная жидкостная хроматография Термин на английском high performance liquid chromatography Синонимы Аббревиатуры ВЭЖХ, HPLC Связанные термины адсорбция, олигопептид, протеомика, сорбент, фуллерен, эндоэдральный, хроматография… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • кластер — Термин кластер Термин на английском cluster Синонимы суператом Аббревиатуры Связанные термины магические кластеры, наночастица, фуллерен, эндоэдральный, матричная изоляция Определение (от англ. cluster рой, скопление) компактная группа связанных… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Искусственные (синтетические) низкоразмерные объекты — ПодразделыНанокристаллы и наночастицы (в том числе квантовые точки)Нанотрубки и нанопроволокиДвумерные нанообъекты с характерными толщинами порядка размеров молекулСтатьибиомиметические наноматериалыгипертермиядоставка лекарственных… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Нанокапсулирование — Статьибиосовместимые покрытиядоставка геновдоставка лекарственных средствлипосомананокапсулананокапсулированиенанолекарствонаносомынанофармакологиянаночастицы магнитные терапевтические плазмидафермент …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Низкоразмерные углеродные структуры (нанотрубки, графен, фуллерены) — Статьиграфанкриохимический синтезмикроморфологиятуннелированиеуглеродные нанотрубкифуллерен, эндоэдральный (Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО») …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Углеродные наноматериалы: наноалмазы, углеродные нанотрубки, фуллерены, графен — Статьиволокна, углеродныегельграфанкриохимический синтезксерогельлуковичная форма углеродамежзеренная границамикроморфологиямонодисперсныйнаноалмазнанометрпиролиз аэрозолейсублимационна …   Энциклопедический словарь нанотехнологий


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.