Вдалося отримати експериментальні докази того, що спочатку фулерени ростуть, поглинаючи окремі вуглецеві атоми

Знаменитий англо-американський вчений, удостоєний Нобелівської премії за відкриття фулеренів, спробував знайти відповідь на «вселенський» питання: яким чином поруч з вмираючими зірками і полум’ям свічок утворюються ці великі молекули.

Гарольд Уолтер Крото відкрив фулерен С60 більше 25 років тому, випаровуючи графіт в розрідженій гелієвої атмосфері, щоб спробувати отримати невідомі раніше вуглецеві молекули, присутність яких постійно виявлялося поруч з червоними карликами. Нині р-н Крото трудиться у Флоридському університеті (США), що не може не привертати особливу увагу до хімічного факультету вузу. Ну а астрохимики намагаються знайти відповідь на питання, яким же чином відбувається утворення різноманітних фулеренів в космічному просторі, нехай навіть це простір знаходиться поруч з вмираючої зіркою.

Р-н Крото вважає, що його нове дослідження впритул наблизило нас до розгадки. Якщо коротко, то нобелиату вдалося отримати експериментальні докази того, що спочатку фулерени ростуть, поглинаючи окремі вуглецеві атоми.

Ключовим фактором, що зробили це можливим дослідження, виявився мас-аналізатор іонно-циклотронного резонансу з Фур’є-перетворенням, яким має Національний магнітний центр (США). Група вчених під чуйним керівництвом самого Гаррі Крото змогла проаналізувати сполуки, одержувані при реакції легень фулеренів з парами вуглецю, з дуже високою роздільною здатністю. З’ясувалося, що в присутності вуглецю відбувалося утворення воістину величезних фулеренів, що містять сотні вуглецевих атомів. При відсутності таких парів були виявлені лише класичний С60 та ще кілька менших фулеренів.

Таким чином, хіміки прийшли до висновку, що малі фулерени повинні рости до С60 і далі за рахунок «поїдання» вільних вуглецевих атомів в парах. Причому в цьому процесі повинна відбуватися перегрупування лише кількох зв’язків вуглецевого «м’яча», мінімально необхідна для забезпечення інкорпорації нових атомів; однак у цілому структура фулерену ніколи не компрометируется. Останнє твердження було перевірено з допомогою интеркалированных всередину фуллеренового «м’ячика» металів, які залишалися на своїх місцях навіть в розрослися фуллеренах.

Одним з цікавих спостережень роботи стало те, що розподіл фулеренів, спостережуване в проведених експериментах, виявилося дивно подібним до того, що ми бачимо у кіптяві полум’я свічки, — натякаючи на один і той же механізм утворення важких фулеренів. На думку р-на Крото, цей же механізм повинен здійснюватися і в космічному просторі поруч з червоними карликами або наднової. В обох випадках мова йде про умови, багатих вуглецем і енергією.

На жаль, для відповіді на поставлене на початку замітки питання не вистачає одного нюансу, сущі дрібниці: розуміння того, звідки і чому з’являються перші фулерени, які потім здатні рости на відкритому зараз механізму до С60 і далі.

Звіт про виконану р-н Крото і його колегами роботу опублікований у журналі Nature Communications.

Підготовлено за матеріалами Королівського хімічного товариства.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *