Образование - Углерода - 8 полезных применений Фуллеренов Вы будете удивлены, узнав
Foster | Просмотров: 49
Углерода



С момента открытия фуллеренов, в конце прошлого века, ряд новых выводов об этих молекул затевается. С его уникальными физическими и химическими свойствами, приложения и использует этих молекул может быть бесконечным. Что в имени!В Бакминстерфуллерен впервые фуллерен был быть обнаружен и был назван в честь американского архитектора Бакминстера Фуллера, так как он похож на геодезический купол, разработанный его. В Бакминстерфуллерен аллотроп углерода обнаружен Ричард Смолли, Роберт Керл, Гарри Крото и соавт университета Райса и университета Сассекс, в 1985 году, за что они были удостоены Нобелевской премии в 1996 году. Это привело к последующим открытиям ряда других подобных соединений, которые были известны как фуллерены. Из-за своей относительной простоты синтеза фуллерена С60 остается популярным и много исследований для своих потенциальных заявок была проведена. В бакибола С60 состоит из 60 атомов углерода на 60 вершин, которые делают шарообразной структурой. Он состоит из 12 пятиугольных и 20 шестиугольных колец, которые примыкают друг к другу. Эти кольца сопряженных с двойными связями. С-c длина облигаций для гексагональных колец 1. 40 С° и 1. 46 С° для пятиугольных колец, с средняя длина связи равна 1. 44 с°.

Фуллерены установить пакет обновлений SP2, а также с SP3 гибридизированных атомов углерода. Эти молекулы имеют чрезвычайно высокое сродство к электронам и может быть обратимо снижается, чтобы принять 6 электронов. Хотя эта молекула состоит из сопряженных углеродных колец, здесь электроны не делокализован, и таким образом, эти молекулы имеют свойство superaromaticity. Эти молекулы имеют очень высокую прочность на растяжение и возвращаться к своей первоначальной форме после того, как подвергнуться более 3000 атмосферном давлении! Благодаря уникальным свойствам этого аллотропная модификация углерода, имеет ряд приложений―некоторые из них обсуждаются ниже. Приложения и применение FullereneMedical из FullereneExtensive исследования биомедицинского применения этой молекулы постоянно ведется с момента его открытия. Самой большой проблемой, с которой сталкиваются ученые при этом был его нерастворимость в водной среде, и ее склонность к образованию агрегатов. Это было преодолено с помощью различных методов, как инкапсуляция фуллерены с гидрофильными молекулами, приостановления этой молекулы с другими растворителями, и связывая его с другими гидрофильными молекулами. AntioxidantsFullerenes можете сделать отличные антиоксиданты, это свойство можно отнести и большое число сопряженных двойных связей, которыми они обладают и очень высоким сродством к электрону этих молекул (из-за низкой энергии незанятой молекулярной орбитали). Фуллерены могут реагировать с рядом радикалов, прежде чем потребляется. Один С60 молекулы могут взаимодействовать с до 34 метильные радикалы, прежде чем использовать до. Именно поэтому, эти молекулы, также известные как 'наиболее эффективных радикалов" или "радикальной губки'. Пожалуй, одним из основных преимуществ использования этих молекул в качестве антиоксиданта заключается в том, что они могут быть локализованы внутри клетки. Эти молекулы также выступать в качестве эффективного цитопротекторы против ультрафиолетового облучения. Эти привязки к активным формам кислорода (АФК) и предотвратить повреждение клеток. Водорастворимого производного фуллерена С60 с поливинилпирролидоном или радикальной губки обычно добавляют в косметику. Это предотвращает повреждение кожи и преждевременное старение кожи без каких-либо побочных эффектов. Самое большое преимущество этой молекулы заключается в том, что она легко усваивается неповрежденную кожу. Молекулы фуллерена также предотвратить перекисного окисления липидов путем очистки перекисные радикалы, и, таким образом, предотвратить клеточной цитотоксичности, связанной с ними. Противовирусные AgentsFullerenes награбили немало внимания из-за их потенциала в качестве противовирусных агентов. Возможно, самый захватывающий аспект этого может быть их способность подавлять размножение вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), и, таким образом, отсрочить наступление синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). Dendrofullerene 1 и 2 производные, транс-изомер были замечены ингибировать протеазы ВИЧ, и таким образом, предотвратить репликацию ВИЧ-1. Двухвалентного металла производные производные аминокислот фуллерена, как С60-1-Аля, также рассматриваются активные против ВИЧ и репликации цитомегаловируса человека. Эти молекулы обычно вставляют в гидрофобные домены белков (связывания протеазы ВИЧ). Другой мишенью для производной аминокислоты фуллерена является обратная транскриптаза ВИЧ, эти молекулы рассматриваются как более активный, чем не нуклеозидным ингибиторам, как правило, используются. Катионные производные фуллерена являются антибактериальным и антипролиферативным в природе. Большинство производных фуллерена могут ингибировать вирус гепатита С. Нерастворимые в воде производные показывают противовирусная активность фуллерена против оболочечных вирусов, когда вирус везикулярного стоматита инкубируется с производными фуллерена под действием видимого света, он теряет свою инфекционность. Это можно отнести к генерации синглетного кислорода (более подробно будет рассказано позднее). Доставки лекарств и генной доставки DeliveryDrug является правильной транспортировки фармацевтической смеси к месту действия, в то время как доставки генов является введение чужеродной ДНК в клетки, чтобы добиться желаемого эффекта. Поэтому крайне важно поставить эти молекулы с безопасностью и идеальной эффективностью. Фуллерены представляют собой класс неорганических носителей, эти молекулы являются предпочтительными, так как они показывают хорошую Совместимость био большей селективностью, сохраняют биологическую активность, и достаточно малы, чтобы быть рассеянным. Последовательности ДНК прикреплены к аминокислотных производных фуллерена. Эти последовательности отделяются от их носителя с потерей или денатурации аминогруппы. Биохимические исследования показали, повышению защитных способностей этих производных по сравнению с традиционной используется вектор. Фуллерены могут быть использованы в доставки гидрофобных препаратов. На самом деле, эти носители используются в медленное высвобождение этих гидрофобных лекарственных средств в системе. Значительная противоопухолевая активность наблюдается с 60-паклитаксел конъюгата. Дополнительным преимуществом является то, что они могут легко диффундировать через неповрежденную кожу―фуллерена на основе пептидов продемонстрировала способность проникать через кожу. TherapyPhotodynamic фотосенсибилизаторов в Фотодинамической терапии (ФДТ) - это форма терапии с использованием нетоксичных светочувствительное соединение, которое, при воздействии на свет, становится токсичным. Это используется, чтобы мишень изменен и злокачественных клеток. Фуллерены обычно используются для этих соединений. Фуллерены возбуждаться при облучении, когда эти молекулы возвращаются в основное состояние, они испускают энергию, которая разбивает кислорода к генерации синглетного кислорода, который может быть цитотоксический характер. В присутствии доноров электронов, фуллерены превращаются в С60 - радикалы (фуллерены являются отличным акцепторы электронов). Эти радикальные анионов переноса электронов к молекулам кислорода и конвертировать их в анионных супероксид и гидроксил радикалов. Эти радикалы повреждают ДНК и может привести к гибели клеток. Иногда, некоторые фуллерены образуют конъюгаты с белками и ДНК, это имеет потенциальное применение в разработке определенной противоопухолевой терапии, а также. Высоко водорастворимых С60-Н-винилпирролидона сополимер используется в качестве средства для фотодинамической терапии. ➡ в metalofullerenes, как Gadofullerene, металлы, такие как гадолиний, лития, кальция, и т. д. , вставляются в клетка С60. Эти молекулы используются в качестве контрастных веществ в рентгенографии и МРТ, так как эти молекулы имеют длинный спин времен релаксации и некоторых исключительных спиновыми свойствами. Другие применения FullerenesSolar CellsA полимерной основе органических фотоэлементов может быть ответом на экономичный и легкий средой для преобразования солнечной энергии. Эти солнечные батареи в основном работают по переводу электронов из материала, который возбуждается при облучении светом (известный как донора). Этот электрон в возбужденном состоянии занимают молекулы акцептора, которая впоследствии переносится на электрод. Фуллерены, из-за их высокого сродства к электрону и способность передавать эти электроны, получаются отличные приемщики. Эти органические фотовольтаические элементы комплексов фуллеренов и полимеров, и называются объемных гетеропереходах.

Фенил-С61-метилового эфира масляной кислоты (PCBM) является общим акцептором, используемые в органических солнечных ячеек. Он обычно используется в сочетании с полимером из политиофена (P3HT) в качестве донора электронов. В защитных wearFullerenes глаз оптическое ограничение свойства. Это относится к его способности, чтобы уменьшить пропускаемость света, падающего на него. Таким образом, эти молекулы могут быть использованы в качестве оптического ограничителя, которые могут быть использованы в защитные очки и датчики. Этот оптический ограничитель позволит только свет ниже определенного порога, чтобы пройти через, а также поддерживать свет передается на постоянном уровне, намного ниже той интенсивностью, которая может привести к повреждению глаз или датчик. Водород StorageThe один-в своем роде молекулярную структуру фуллеренов позволяет им гидрогенизат и довольно легко dehydrogenate. Углеродного кольца в фуллерен не сопряженной С С=С двойных связей. На гидрирование, эти облигации могут быть легко ломаются порождая С-С одинарные и C-H-связей. При нагревании эти гидриды фуллеренов, С-Н-связей легко сломать, чтобы вернуть фуллерена. Это происходит потому, что прочность связи с-Н меньше по сравнению с С-С. Одна молекула фуллерена может вместить до 36 атомов водорода. Цвет гидрированных фуллеренов меняется от Черного до коричневого, красного, оранжевого, и, наконец, на желтый по мере увеличения содержания водорода. Эти молекулы держать обещание лучше, безопаснее, и более эффективные устройства для хранения водорода, чем те, которые применяются в настоящее время. Закаливание AgentsFullerenes может быть будущего развития сравнительно легкие металлы с большей прочностью на растяжение, без серьезного ущерба для пластичности металла. Это можно объяснить небольшим размером и высокой реакционной способностью из-за сп2 гибридизации углерода. Это позволяет усилить диспергирование металлической матрицей путем взаимодействия фуллеренов и металлами. 30% прирост твердости облегченного ти-24. 5AI-17Н сплава наблюдается с добавлением фуллеренов. ➡ Фуллерены очень похожи по структуре бриллианта. Недавно, Национальной лаборатории Аргонн и корпорация мере продемонстрировали превращения фуллеренов в бриллианты с незначительным перегруппировки атомов. Эти фуллерены могут быть использованы в качестве замены для алмазных пленок, необходимых в различных электронных устройствах. В настоящее время ведутся исследования рассмотреть возможности использования фуллеренов в датчиках, а также в развитие молекулярных проводников. Пожалуй, наибольшее практическое применение этих молекул, в это время, могут быть в косметической промышленности. Их использования в других отраслях может быть ограничен из-за стоимости синтеза этих молекул. Однако, с агрессивным исследования этих молекул, можно надеяться на эффективный метод для синтеза молекул, которые будут разработаны в ближайшее время.



Похожие статьи


Как углерод-14 работа знакомств?

Комментарии


Ваше имя:

Комментарий:

ответьте цифрой: три + пять =



8 полезных применений Фуллеренов Вы будете удивлены, узнав