Фуллерены
Рисунок 7. Комплекс La@C82 (15 атомов углерода из 82-х убраны для наглядности).
О
бразование
комплексов
типа X@C60,
где X - атом инертного
газа, относительно
легко происходит
под давлением.
Проникновение
внутрь атомов
аргона и более
тяжелых инертных
газов может
происходить
только в результате
обратимого
разрыва одной
из связей C-C. Такой
механизм образования
комплекса
получил название
“оконного”.
Считается, что
если окажется
на время разорванной
связь между
пяти и шестичленным
кольцами, возникнет
девятичленное
кольцо, которое
достаточно
велико для
того, чтобы
через него
“протиснулся”
даже атом ксенона.
Перспективы химии фуллеренов
Нобелевский лауреат Г.Крото образно сравнил открытие фуллерена с открытием Колумбом Америки: “Подобно тому как Земля 500 лет назад перестала казаться плоской, в наши дни внимание химиков привлечено к сферическому углероду”. Другой химик, Ф.Дидрих, говоря о перспективах новой области химии, сказал: “За несколько лет фуллерен сделался одним из главных строительных блоков органической химии. На всестороннее исследование бензола, открытого М.Фарадеем в начале XIX века, потребовалось почти 100 лет, а химия фуллеренов за 10 лет достигла такого расцвета, что химики стали рассматривать его применение в синтезах как обычное дело“.
В настоящее время, несмотря на ряд замечательных открытий в этой области химии и общее прояснение картины реакционной способности фуллеренов, ощущается недостаток глубоких и полных исследований, как практического характера, так и теоретических.
Интересным направлением обещает оказаться химия гетерофуллеренов, молекулы которых содержат атомы бора, серы, азота и других элементов вместо одного или нескольких углеродных атомов.
Исключительны перспективы получения эндоэдральных соединений: внутри молекул фуллеренов достаточно места, чтобы разместить там атом, ион или небольшую молекулу. Поэтому столь большое внимание привлекают реакции, в ходе которых сфера раскрывается, например, реакции гиперфторирования.
В будущем совершенно неожиданными могут оказаться открытия, связанные с высшими фуллеренами (Cn>84), так как в настоящее время эти вещества практически недоступны в заметных количествах. Если вспомнить, что для фуллерена-60 число изомеров вида C60XY исчисляется десятками, для высших фуллеренов их будет значительно больше.
В заключение перечислим некоторые возможные области применения фуллеренов и их производных в ближайшем будущем:
электронные и оптические устройства, основанные на применении фуллеренов или полимерных материалов на их основе,
фотоматериалы и материалы для преобразования электрической энергии в световую,
катализаторы,
лекарственные средства
Некоторые области применения пока остаются гипотетическими, ввиду недостаточности современного уровня знаний:
получение алмазов (в том числе тонких пленок),
источники тока,
молекулярные сита и устройства для аккумулирования газов,
материалы для нелинейной оптики (лазеры),
преобразователи солнечной энергии,
сверхпроводники.
Не стоит сомневаться в том, что будущее химии фуллеренов окажется значительно интереснее любых прогнозов о нем.