Естественнонаучные проблемы Арктического региона : седьмая региональная научная студенческая конференция, Мурманск, 11-12 мая 2006г. : труды конференции. Мурманск, 2007.

Число атомов ( п ) в молекуле углерода может быть существенно больше 70-ти. На­ пример, могут быть получены молекулы С„, имеющие значение п > 1 ОООООО. Их структу­ ры представляют собой одностенные трубки с диаметром 1,1 нм и длиной несколько де­ сятков микрон. Существует много видов фуллеренов. В настоящее время фуллерены принято обо­ значать следующим образом - фуллерен Сбо, С 70 , Cgo, С 2 40 , С 540 , и т.д. (индекс - число ато­ мов углерода). В 1990 г. П. Кретчмер и Д. Хаффман предложили и разработали метод получения фул­ леренов путем испарения графитовых электродов в электрической дуге в атмосфере гелия. Кроме молекул Сбо и С 70 при этом образуется большой спектр других углеродных шаровид­ ных молекул с большей массой. Дальнейшие исследования показали, что фуллерены можно выделить из конденсированных продуктов испарения графита путем экстрагирования арома­ тическими растворителями, например, бензолом, толуолом или ксилолом. Кроме того, их можно выделить сублимацией в вакууме при температурах 450-600°С. Фуллерены обладают рядом специфических физических и химических свойств, что не удивительно, так как они являются новой структурой. Молекулы Сбо могут образовывать кристаллы так называемых фуллеритов с гранецентрированной кубической решеткой и достаточно слабыми межмолекулярными связями. Межатомные полости фуллеритов могут заполняться посторонними атомами (щелочных металлов, этиленом и др.). Путем замещения одного или нескольких атомов в шарообразной структуре фулле- рена (легированием фуллерена) можно получать новые соединения, например, C59N , С59В и т.д. Такие соединения мало изучены, но именно они открывают путь к новой электрони­ ке, к компьютерам, в тысячи раз превосходящим современные. Есть легированные фуллерены, обладающие свойствами очень хорошего электриче­ ского изолятора, есть фуллерены - замечательные проводники тока. Например, кристаллы фуллерена Сео, легированные атомами щелочных металлов обладают металлической про­ водимостью, и переходят в сверхпроводящее состояние в диапазоне от 19 до 55 К в зави­ симости от типа щелочного металла. Указанный диапазон температуры сверхпроводящего перехода является рекордным для молекулярных сверхпроводников. Еще более высокая температура сверхпроводящего перехода (вплоть до 100 К) ожидается для сверхпроводни­ ков на основе высших фуллеренов. Путем ионного напыления одного вида легированного фуллерена можно получить проводник, путем напыления другого вида легированного фуллерена - изолятор, и рези­ стор. Так можно получить простейшую электрическую схему, размер которой исчисляется отдельными молекулами. Также есть фуллереновые соединения, обладающие пьезоэффек­ том, диамагнетизмом, парамагнетизмом, и даже сверхпроводимостью. Это позволит соз­ дать в будущем настоящую фуллереновую электронику. Такие электронные схемы будут гораздо миниатюрнее, проще в изготовлении, и менее энергоемкими, чем существующие. Электрические, оптические и механические свойства фуллеренов в конденсирован­ ном состоянии указывают как на богатое физическое содержание явлений, происходящих при участии фуллеренов, так и на значительные перспективы использования этих материа­ лов в электронике, оптоэлектронике и других областях техники. Кристаллические фуллере­ ны и пленки из них представляют собой полупроводники с шириной запрещенной зоны 1,2 -1 ,9 эВ и обладают фотопроводимостью при оптическом облучении. Фуллерены в кри­ сталлах характеризуются относительно невысокими энергиями связи, поэтому в таких кри­ сталлах уже при комнатной температуре наблюдаются фазовые переходы, приводящему к ориентационному разупорядочению и размораживанию вращения молекул фуллеренов. Следует отметить, что изучение фуллеренов только началось, ведь соединений на их основе могут быть миллиарды. Легировать можно разные виды фуллеренов, разными 91