14 Noyabr 1985 Kimyaçılar Ən Mükəmməl Molekullar Baki Toplarını Kəşf Etdi

Buckyball-ların Kəşfi: Mükəmməl Simmetriya Molekulu

1985-ci ildə, gərgin 10 günlük bir araşdırma müddətində, elm adamları mükəmməl simmetriyaya malik yeni bir molekul kəşf etdilər və onu XX əsrin ən məşhur ixtiraçılarından və futuristlərindən birinin şərəfinə adlandırdılar. Bu, sonradan "buckyball" kimi tanınan fullerenlər idi.

Ulduzlararası Sirrin Həlli

Bu axtarışlar 1970-ci illərdə, Böyük Britaniyanın Sussex Universitetinin laboratoriya kimyaçısı Harry Kroto-nun, "ulduzlararası boşluqda yerləşən geniş qaranlıq buludlarda" üzvi molekulların ibtidai qarışığının kəşfi üzərində düşünməsi ilə başladı. Kroto öz Nobel Mükafatı nitqində qeyd etmişdi ki, radio və işıq əsaslı məlumatlar göstərirdi ki, bu ulduzlararası mühitdə, o dövrün astrofiziki molekulyar sintez nəzəriyyələrinin mümkün saydığından daha çox altı-səkkiz karbon zənciri mövcuddur. Elm adamları soyuyan qırmızı nəhəng ulduzların bu uzun karbon zəncirlərini ulduzlararası mühitə buraxıb-buraxmadığını düşünməyə başladılar.

Rice Universitetindəki Əsaslı Elmi Kəşf

Kroto üçün əsaslı bir an Rice Universitetindəki kimyaçılar Robert Curl və Richard Smalley-nin laboratoriyalarına səfəri oldu. Smalley-nin laboratoriyasında xüsusi bir aparat vardı ki, bu aparatda lazer şüası metal diskin səthindəki atomları buxarlandırıb, sonra onları helium buludu və vakuum vasitəsilə soyudub, nəhayət, başqa bir lazerlə onların tərkibini analiz edirdi. Kroto, metal diski karbonun bir forması olan qrafitlə əvəz edərək soyuq qırmızı nəhənglərin xarici qatlarını simulyasiya edə biləcəklərini düşündü.

Sentyabrın ilk 10 günündə, bu üçlük, magistrantlar Sean O'Brien və Jim Heath ilə birlikdə, qırmızı nəhəng nəzəriyyəsini dəstəkləyən altı-səkkiz karbon zəncirləri əldə etdilər. Lakin bəzi "gözlənilməz qonaqlar" da var idi: 60 karbon atomundan ibarət qəribə karbon formaları və daha az miqdarda 70 karbon atomundan ibarət daha böyük bir əlavə məhsul. Bu "gözlənilməz qonaqlar" əslində bir il əvvəl Exxon Korporativ Tədqiqat Elmi Laboratoriyasındakı bir təcrübədə aşkar edilmişdi, lakin heç kim onlara çox diqqət yetirməmişdi.

Struktur Sirrinin Açılması

Bir neçə günlük işdən sonra, sentyabrın 9-da, komanda C60-ın quruluşu haqqında bir nəticəyə gəldi. Kroto qeyd etdi ki, "C60 həqiqətən də çox reaktiv görünmürdü, bu isə ilk ağıla gələn düz heksaqonal qrafen təbəqəsi ilə uzlaşdırılması çətin olan bir xüsusiyyət idi." Nəzəri olaraq, düz qrafen təbəqəsi onu daha reaktiv edəcək çoxlu sərbəst rabitələrə malik olmalı idi.

Bir neçə gün ərzində elm adamları bu 60 karbonlu molekulun quruluşunu tapmaq üçün diş çubuqları və jelibonlar, heksaqon və pentaqon kağız kəsikləri və digər "sadə texnologiyalı" modelləşdirmə həlləri ilə çalışdılar.

Kroto 1967-ci ildə Monrealda keçirilən Expo sərgisini xatırladı. Orada XX əsr futuristi və ixtiraçısı Buckminster Fuller, 1950-ci illərdə patentləşdirdiyi, səthində üçbucaqlar şəbəkəsi olan kürəvi bir quruluş olan geodezik günbəzi nümayiş etdirmişdi. Smalley Fuller-in işləri haqqında bir kitab gətirmək üçün ofisinə getdi və onlar təklif olunan quruluşu müəyyən etdilər.

Fullerenlərin Gələcəyi və Tətbiqləri

Nəticədə əmələ gələn birləşməyə, hansı ki, onlar bukminster fullerenlər adlandırdılar, görünməz simmetriyaya malik bir molekul idi. Bu yeni molekulu təsvir edən məqalə 1985-ci il noyabrın 14-də "Nature" jurnalında dərc edildi və qısa müddətdə "buckyball" ləqəbini qazandı.

Növbəti bir neçə il ərzində komanda fullerenlər adlanan bu qapalı molekullar sinfinin xüsusiyyətlərini müəyyən etdi. 1990-cı ilə qədər elm adamları iki karbon çubuğu arasında elektrik qövsü yaratmaqla bol miqdarda buckyball istehsal edə biləcəklərini başa düşdülər.

Kroto, Smalley və Curl, buckyball-ların elmi kəşfi və xarakteristikasına görə 1996-cı ildə Nobel Kimya Mükafatına layiq görüldülər.

Fullerenlər sinfi faydalı olduğunu sübut etmişdir və buckyball-ların kimyəvi qohumları olan nanoborular super güclü olmaqla yanaşı, yüksək istilik və elektrik keçiriciliyinə malikdirlər. Bu nanoborular atom güc mikroskopları, batareyalar, örtüklər və biosensorlar kimi sahələrdə mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Lakin buckyball-ların özlərinin kvant hesablamadan dərman çatdırılmasına qədər hər şeydə istifadə edilməsi təklif edilsə də, onlar hələ də əsas tətbiq sahələrində öz yerini tapmamışdır.

24 saat