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  • 1 # 使用者3494949202203

    C60分子是一種由60個碳原子構成的分子,它形似足球,因此又名足球烯。

    C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子,它具有60個頂點和32個面,其中12個為正五邊形,20個為正六邊形。處於頂點的碳原子與相鄰頂點的碳原子各用sp2雜化軌道重疊形成σ鍵,每個碳原子的三個σ鍵分別為一個五邊形的邊和兩個六邊形的邊。碳原子的三個σ鍵不是共平面的,鍵角約為108°或120°,因此整個分子為球狀。每個碳原子用剩下的一個p軌道互相重疊形成一個含60個π電子的閉殼層電子結構,因此在近似球形的籠內和籠外都圍繞著π電子雲。分子軌道計算表明,足球烯具有較大的離域能。

    除了超導領域以外,C60在以下幾個方面也具有廣泛的應用前景。

    ①氣體的貯存

    利用C60獨特的分子結構,可以將C60用作比金屬及其合金更為有效和新型的吸氫材料。每一個C60分子中存在著30個碳碳雙鍵,因此,把C60分子中的雙鍵開啟便能吸收氫氣。現在已知的C60的穩定的氫化物有C60H24、C60H36和C60H48。

    在控制溫度和壓力的條件下,可以簡單地用C60和氫氣製成C60的氫化物,它在常溫下非常穩定,而在80 ℃~215 ℃時,C60的氫化物便釋放出氫氣,留下純的C60,它可以被100%地回收,並被用來重新制備C60的氫化物。與金屬或其合金的貯氫材料相比,用C60貯存氫氣具有價格較低的優點,而且C60比金屬及其合金要輕,因此,相同質量的材料,C60所貯存的氫氣比金屬或其合金要多。

    C60不但可以貯存氫氣,還可以用來貯存氧氣。與高壓鋼瓶貯氧相比,高壓鋼瓶的壓力為3.9×106 Pa,屬於高壓貯氧法,而C60貯氧的壓力只有2.3×105 Pa,屬於低壓貯氧法。利用C60在低壓下大量貯存氧氣對於醫療部門、軍事部門乃至商業部門都會有很多用途。

    ②有感覺功能的感測器

    由於用C60薄膜做基質材料可以製成手指狀組合型的電容器,用它來製成的化學感測器具有比傳統的感測器尺寸小、簡單、可再生和價格低等優點,可能成為感測器中頗具吸引力的一種候選產品。

    提高金屬材料的強度可以透過合金化、塑性變形和熱處理等手段,強化的途徑之一是通過幾何互動作用,例如將焦炭中的碳分散在金屬中,碳與金屬在晶格中相互交換位置,可以引起金屬的塑性變形,碳與金屬形成碳化物顆粒,都能使金屬增強。

    在增強金屬材料方面,C60的作用將比焦炭中的碳更好,這是因為C60比碳的顆粒更小、活性更高,C60與金屬作用產生的碳化物分散體的顆粒大小是0.7 nm,而碳與金屬作用產生的碳化物分散體的顆粒大小為1 μm~5 μm,在增強金屬的作用上有較大差別。

    ④新型催化劑

    在發現C60以後,化學家們開始探討C60用於催化劑的可能性。C60具有烯烴的電子結構,可以與過渡金屬(如鉑系金屬和鎳)形成一系列絡合物。例如C60與鉑、鋨可以結合成{[(C2H5)3P]2Pt}C60和C60OsO4·(四特丁基吡啶)等配位化合物,它們有可能成為高效的催化劑。

    日本豐橋科技大學的研究人員合成了具有高度催化活性的鈀與C60的化合物C60Pd6。中國武漢大學的研究人員合成了Pt(PPh3)2C60(PPh3為三苯基膦),對於矽氫加成反應具有很高的催化活性。

    ⑤光學應用

    具有獨特微觀結構的C60具有特殊的光學性質,其中令人感興趣的光學性質之一是光限制性,即在增加入射光的強度時,C60會使光學材料的傳輸效能降低。

    光限制性對於保護眼睛具有重要意義。以C60的光學限制性為基礎,可研製出光限制產品,它只允許在敏化閾值以下(即對眼的危險閾值以下)的光透過,這樣就起到了保護人眼免受強光損傷的作用。

    ⑥癌細胞的殺傷效應

    C60經光激發後有很高的單線態氧的產率,而單線態氧與生物機體的生理生化功能、組織損傷、腫瘤以及光化治療技術都有著重要關係。

    當對C60的激發光強度達到4 000 lx時,癌細胞受單線態氧的作用已接近100%死亡,因此能有效地破壞癌細胞的質膜和細胞內的線粒體中質網和核膜等重要的癌細胞結構,從而導致癌細胞的損傷乃至死亡。

    還有的研究指出,可以將腫瘤細胞的抗體附著在C60分子上,然後將帶有抗體的C60分子引向腫瘤,也可以達到殺傷腫瘤細胞的目的。

    ⑦其他醫療功能

    C60的衍生物具有抑制人體免疫缺損蛋白酶的活性的功能。人體免疫缺損蛋白酶是一種導致艾滋病的病毒,因此,C60的衍生物有可能在防治艾滋病的研究上發揮作用。

    C60還適宜於在生物系統中充當自由基清除劑和水溶性抗氧劑,自由基是導致某些疾病甚至腫瘤的有害物質,C60可望能夠降低患病者血液中自由基的濃度,還可抑制畸形的和患病細胞的生長。

  • 2 # Tiekt鐵鐵

    簡介  近年來,科學家們發現,除金剛石、石墨外,還有一些新的以單質形式存在的碳。其中發現較早並已在研究中取得重要進展的是C60分子。 C60分子是一種由60個碳原子構成的分子,它形似足球,因此又名足球烯。  C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子,它具有60個頂點和32個面,其中12個為正五邊形,20個為正六邊形。其相對分子質量約為720。 處於頂點的碳原子與相鄰頂點的碳原子各用sp2雜化軌道重疊形成σ鍵,每個碳原子的三個σ鍵分別為一個五邊形的邊和兩個六邊形的邊。碳原子的三個σ鍵不是共平面的,鍵角約為108°或120°,因此整個分子為球狀。每個碳原子用剩下的一個p軌道互相重疊形成一個含60個π電子的閉殼層電子結構,因此在近似球形的籠內和籠外都圍繞著π電子雲。分子軌道計算表明,足球烯具有較大的離域能。C60具有金屬光澤,有許多優異效能,如超導、強磁性、耐高壓、抗化學腐蝕、在光、電、磁等領域有潛在的應用前景。 碳奈米管是典型的富勒烯,又稱巴基管,是一種管狀結構的碳原子簇,直徑約幾奈米,長約幾微米。據理論計算,碳奈米管纖維的強度是鋼的100倍,而質量僅為鋼的1/7,如果能做成碳纖維,將是理想的輕質高強度材料。碳奈米管還具有極強的儲氣能力,可以在燃料電池儲氫裝置上。

  • 3 # 使用者9294023508727

    c60是優質碳素鋼,也就是60#鋼 材料名稱:優質碳素結構鋼 牌號:60    標準:GB/T 699-1999    對應日本牌號:S58C    對應德國牌號:C60(1.0601),CK60(1.1221),Cm60(1.1223)    對應美國牌號:1060 化學成份:   碳 C :0.57~0.65   矽 Si:0.17~0.37   錳 Mn:0.50~0.80   硫 S :≤0.035   磷 P :≤0.035   鉻 Cr:≤0.25   鎳 Ni:≤0.25 銅 Cu:≤0.25 力學效能:   抗拉強度 σb (MPa):≥675(69)   屈服強度 σs (MPa):≥400(41)   伸長率 δ5 (%):≥12   斷面收縮率 ψ (%):≥35   硬度:未熱處理≤255HB;退火鋼≤229HB   試樣尺寸:試樣尺寸為25mm   ●熱處理規範及金相組織:   熱處理規範:正火,810℃。

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