Yog'och ko'mirda

Kimyo fakulteti, Reading universiteti, Whitesnights, Reading RG6 6AD, Buyuk Britaniya.

[Ushbu maqolaning bir nusxasi Disiplinlerarası Ilmiy tadqiqotlar 1999, 24-son, 4-son, 301-306-betlarda]

Ushbu sayt asrlar davomida yoqilg'i sifatida, badiiy material va adsorbent sifatida odamlarning ko'mirdan foydalanish usullarini ko'rib chiqadi. Ko'mirning strukturasini ilmiy tadqiq qilish va Rosalind Franklinning ahamiyati ta'kidlanadi. Qum ko'mir tuzilishi haqidagi zamonaviy g'oyalar umumlashtirilgan.

"Bizni yaxshi va asta-sekin yoqishimizni istaymiz," deydi Bill Billy. "Agar u tezda kuysa, u faqatgina kul qoldiradi. Yong'in sekinroq bo'lsa, ko'mir yaxshi bo'ladi. "

Susan diqqat bilan kuzatib turdi.

"Nega u chiqmaydi?" Deb so'radi.

- Juda yaxshi, - dedi yosh Billy. "U yaxshi ushlab turgandan so'ng, siz olovni yopishingiz mumkin, va siz uni qanchalik yaxshi qoplaysiz, qanchalik qizg'in bo'ladi va qanchalik sekin bo'lsa. Agar siz uning havo ko'p bo'lishiga yo'l qo'ysangiz, uni ushlab tura olmaysiz.

Artur Ransom, "Qaldirg'ochlar va amazonlar", 1930.

Kirish

Insonning ko'mirdan foydalanishi insoniyat tarixiga qadar davom etadi. U dastlab 30 ming yil avval g'orning eng dastlabki rasmlarini yaratish uchun ishlatilgan. Keyinchalik, ko'mir yoqilg'isi insoniyatning birinchi texnologiyasi, metallarning erishi va qayta ishlanishi deb hisoblanishi mumkin bo'lgan muhim rol o'ynadi. Keyinchalik, ko'mir, asosan, uning adsorbsion xususiyatlari natijasida texnologik ahamiyatga ega bo'lgan material bo'lib qoldi. Birinchi jahon urushi davrida faollashtirilgan uglerod gaz maskalari yordamida minglab odamlarning hayotini saqlab qoldi va bugungi kunda ko'mir havoni va suvni tozalash uchun katta miqyosda ishlatiladi. Ilmiy nuqtai nazarga ko'ra, ko'mir yoqilg'isi ham katta qiziqish uyg'otmoqda, chunki biz birinchi navbatda atom tuzilishini batafsil bayon qila boshlaymiz. Ushbu maqolada men ko'mirga nazariya, texnologiya va fan nuqtai nazaridan qarashni istayman.

Yog'och ko'mir nima?

Lug'at ko'mirni "cheklangan miqdorda havo bilan ta'minlaydigan hayvon yoki o'simlik moddalarni buzuvchi distillash yo'li bilan olingan qora ko'zli qoldiq" deb ta'riflaydi. Darhaqiqat, ko'mir, yoki, aniqrog'i, ko'mirni polimerlar kabi tabiiy manbalar kabi bir qator sintetik materiallardan olish mumkin. Charning asosiy atom tuzilishi uning oldingi modelidan mustaqil, garchi keng ko'lamli morfologiya farq qilishi mumkin. Ko'mirni koks va kuyik kabi boshqa nopok bo'lmagan kristallanmagan uglerod bilan aralashtirish muhim emas. Garchi ko'mir kabi koks, qattiq (odatda bitumli ko'mirdan) pirolizasi tomonidan shakllangan bo'lsa-da, u karbonlashtirish paytida suyuqlik fazasini shakllantiradigan ko'mirdan farq qiladi. Koks va ramzlarning tuzilishi va xususiyatlari quyida batafsilroq muhokama qilinganidek butunlay farq qiladi.Kuyikish holatida u qattiq fazada piroliz bilan emas, balki to'liq yonish bilan gaz fazasida hosil bo'ladi va koks yoki ko'mirga juda xos bo'lgan mikroyapıya ega. Bu erda bu erda muhokama qilinmaydi.

Dastlabki ko'mir ishlab chiqarish

Yog'ochni ishlab chiqarish manbalari 5000 yil muqaddam metallurgiyani boshlash bilan chambarchas bog'liq. Yog'ochni ishlatib, metallni eritishga urinish hech qachon to'liq muvaffaqiyatli bo'lmasdi, chunki etarli darajada yuqori haroratga erishish mumkin emas edi. Odatdagi yog'och yoqilganda, katta miqdordagi suv va turli uchuvchi moddalar paydo bo'ladi va bu yong'in haroratini cheklaydi. Boshqa tomondan, yonib turgan ko'mir juda kam miqdorda tutatma (1000 ^o C dan yuqori) temperaturaga ega bo'lib, juda kam tutunga ega: metall va ishlov berish uchun ideal sharoit. Mis oksidi javhari birinchi marta miloddan avvalgi 3000 yillarda bronza davrida bizga ma'lum bo'lgan davrdan boshlab ko'mir bilan qayta tiklandi. Temirning yuqori temperaturasi va havoning katta portlashi talab etadigan misdan ko'ra ko'proq hid berish qiyin, va dastlab mil. Avv. 1200 yilda temir asrning boshlanishini belgilab olgan.

Ko'mirni ishlab chiqarishning eng erta usuli, odatda, tuproq bilan qoplangan quyuq chuqurda o'tinni asta-sekin yoqib yuborilgan "tog 'o'choqlari" jarayoniga bog'liq. Biroq, bu natijada samaraliroq va boshqariladigan "o'rmon pishirgichi" er osti usulini yaratdi. 1950-yillarda Dean-Vuds va boshqa joylarga qadar ko'mir o'tqazuvchisi hali ham shu tarzda ishlab chiqarilgan.Amaldagi asosiy sxema yuqorida ko'rsatilgan. Qoyani qurishdagi dastlabki qadam, mil esa oyoqqa aylanadigan markaziy logni ko'tarishdir. So'ngra daraxt atrofida bo'linib, yarimorollar hosil qiladi, so'ngra er yoki somon bilan qoplanadi. Kichkina havo kirishlari qoziqning pastki qismida ochiladi. Olovni yoqish uchun markaziy milga bir necha otash tashlanadi, keyin mash'al yonadi. Yog'och yoqilganda, lenta yopiladi va yong'inning intensivligi taglikdagi havo olishlarni ochish va yopish bilan tartibga solinadi. Havoning iste'mol qilinishini nazorat qilish yog'ochni olovda portlashdan ko'ra qalinlashtiradi va shu tariqa u asta-sekin odatda ko'mirga aylanadi, bu jarayon odatda o'n kun davom etadi.

Taxminan 1700 yilgacha barcha temir ishlab chiqarish ko'mirdan foydalanishga asoslangan. Biroq, metall ishlab chiqarish oshgani sayin, o'rmonlarning kesilishi butun Evropada katta muammoga aylandi va ko'mirga alternativ topishga urinishlar bo'ldi. Ko'mir o'zlashtirilmagan deb topildi, chunki uning tarkibidagi (ayniqsa oltingugurt) aralashmalari metalga o'tkaziladi.

Angliya metallurgiya ishchisi Ibrohim Darby 1709 yil atrofida boy bitumli ko'mirdan chiqqan koks yordamida qora cho'kka ishlab chiqarish usulini topdi. Ushbu innovatsiyalar natijasida ko'mirga bo'lgan talab sezilarli darajada pasaygan, biroq uni asosan pishirish uchun kichik hajmda ishlab chiqarish davom ettirildi.

Yog'och ko'mir rassomlar uchun material sifatida

Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ko'mirni rassomlar metallardan foydalanishda ancha oldin ishlatishgan. Rasmlar bilan yaratilgan o'tin va boshqa materiallarni ishlatish miloddan avvalgi 30 ming yilgacha tarihlangan. Biroq, Lasco, Rufignac va Frantsiyadagi boshqa joylarda eng mashhur mağaracılık san'ati, miloddan avvalgi 15,000 yildan boshlab, bundan ham ko'proq bo'lishi mumkin. miloddan avvalgi 9000 yilgacha. Chapda Rufignakdan kelgan ko'mir mamontining chiroyli chizilgan rasmidir. Ushbu tortishishlar qasddan qilingan ko'mirni emas, balki olovdan olingan o'tkir tayoqchalar yordamida tuzilgan bo'lar edi. Ma'ruzalar birinchi marta kashf qilinganda, rasmlar juda yaxshi saqlanib qolgan. Ular atrof-muhit eroziyasidan himoyalangan va g'orlarda namlik va haroratning barqaror darajalari pigmentlarni saqlab qolish uchun ideal muhitga aylandi. Biroq, g'orlar 1940 yillar oxirida xalqqa ochiq bo'lganida, ko'p sonli mehmonlarning borligi g'orning nozik muhitini tezda sindirib tashladi va rasmlarning yomonlashuvi boshlandi. Ranglar pasayib, yashil qo'ziqorin pigmentlar ustida o'sdi. 1963 yilda mağaralar jamoatchilikka yopildi va nusxalar mehmonlar uchun qurildi.

So'nggi paytlarda ko'mir o'tqazuvchisi rassomlar uchun mashhur vosita bo'lib qoldi. Ma'lumki, u Uyg'onish davrida tayyorlanishga mo'ljallangan chizmalar tayyorlash uchun keng qo'llanilgan, ammo ulardan ozchiligi omon qolgan. Buning sababi quyida muhokama qilinganidek, qog'ozdagi ko'mir belgilari nisbatan barqaror emas. XV asrning oxirida ko'mir ixtirosini "aniqlash" usullari ishlab chiqildi ularni saqich banyosuna cho'mdirib, natijada XVI asrning ko'mir tasviri bizga keldi. Ko'pgina hollarda, ehtimol, bu tayyor sketchlar edi, biroq ba'zi rassomlar ko'mir ixtirolarini o'zlarini tugatgan ishlar sifatida ko'rishni boshlaganlar. Ulardan biri Germaniya Albrecht Dürer (1471-1528). Dyur o'zining siyohi va yog'ochlari bilan mashhur, shuningdek, ko'pgina ko'mir rasmlarini, shu jumladan, onasining ta'sirli portretini (o'ngda) yaratdi. Rembrandtdan Degasga qadar Uyg'onish davrining eng muhim san'atkorlari, ekspreditsial xususiyatlarini to'liq ishlatish mumkin bo'lgan portretlar uchun, odatda, odatda ko'mirdan foydalangan. 20-asrda ko'mirga oid ajoyib ishlar Mathis va Picasso tomonidan yaratilgan, uning rassomi o'zining tuvali oldida chap tomonda ko'rsatiladi.

Ko'mirni san'atkorlarning materiallari sifatida jalb qilishni hisobga olsak, uning xususiyatlarini grafit qalamining xususiyatlariga solishtirish qiziq. Ko'mir va grafit uglerod shakllari bo'lishiga qaramay, ularning xususiyatlari juda ko'p. Grafit qatlamlar orasidagi juda zaif kimyoviy birikmalarga ega bo'lgan qatlamli kristalli tuzilishga ega. Natijada, grafit qalam qog'oz bo'ylab osongina sirg'alib, kichik grafit parchalarini asl kristallardan olib keladigan izlarni qoldiradi. Grafit qalamni aniq, ingichka chiziqlar hosil qilish imkonini beruvchi nozik nuqtaga o'tkirlashi ham mumkin. Amaliy nuqtai nazardan, ko'mirni chizish uchun material sifatida kamroq ko'rinadi. Grafit kabi qatlamli bir tuzilishga ega emas, balki uning qog'oz ustida silliq silkinib ketmaydigan qo'pol to'qimaga ega. Qora ko'mir bilan ishoralangan belgilar tolali qog'oz yuzasida yivlarda kichik uglerod zarralari biriktirilishi natijasidir. Yuqorida aytib o'tilganidek, bu belgilar "yuvish" istagi bilan grafit qalam bilan tuzilganlarga qaraganda kamroq barqarordir. Biroq, ko'pchilik san'atkorlar, qora tanlilar uchun qisman ko'mirni afzal ko'radi. Grafit qalam hech qachon ko'mir kabi qoraymaydi, chunki sof grafit qora va qora emas, balki tashqi ko'rinishdagi metalldir. Qayta qo'llanilganda, qalamlarni yoritishga moyilligi ham istalmagan. Stilistik ravishda, ko'mir, erkin, ifodali uslubni rag'batlantiradi, chunki nozik chiziqlar chizish deyarli mumkin emas.Ko'plab san'atkorlarning juda jozibadorligini ko'rgan zararli, atmosfera ta'sirini ishlab chiqarish uchun ataylab bulg'angan yoki bulg'angan bo'lishi ham mumkin.

Devid Nash o'z ishlarida ko'mirdan foydalanadigan zamonaviy san'atkor.Nash yirik yog'och haykalchalarni yaratadi, u odatiy avtomatni qo'llaydi, yog'ochning rangini va to'qimasini yog'och rangli zahiraga aylantiradi. Uning faoliyatiga misol o'ngda ko'rsatilgan "Uch shakl (piramida, shar, kub)".

Yog'och ko'mir ashyo sifatida

Ko'mirning boshqa ilovalar kabi adsorban sifatida ishlatilishi juda uzoq tarixga ega. Miloddan avvalgi 1500 yildan buyon Misr papirosi. yoqimsiz bug'larni chirishga yaroqsizlantirish uchun ko'mirni ishlatishni tasvirlaydi va Eski Ahdda (Nah. 19: 9) yodgorlik yordamida to'plangan suvni tozalashga mos yozuvlar mavjud. Ko'mirning adsorbsion xususiyatlarining dastlabki ilmiy tadqiqotlari 18-asrning oxirida Shvetsiyalik olim Carl Wilhelm Scheel tomonidan ishlab chiqilgan. Scheele xlor va bariy elementlarini aniqlagan va Priestley'dan ikki yil oldin kislorod tayyorlagan ajoyib kimyogar edi. Uning so'zlariga ko'ra, ko'mir yoqib yuborilgan tutunni isitish va sovutish vaqtida yana olib ketilishi mumkin: "Men juda quruq cilalanadigan ko'mir bilan to'ldirilgan retsept yarmini to'ldirdim va uni havo bilan vayron bo'lgan balonga bog'ladim.Retortning tagida issiq bo'lgani uchun, qovining endi kengaytirilmadi. Men retortni salqinlash uchun qoldirib ketdim va havo idrordan ko'mirga qaytdi. Men yana bir marta iskanjani isitib chiqdim va havo yana chiqarib tashlandi va salqinlashganda, havo yana ko'mir bilan so'rildi. Bu havo ko'mirning egallagan maydonidan 8 marta to'ldi. "

XIX asr mobaynida ko'mirning adsorbsion xususiyatlari bo'yicha ish ancha past darajada davom etdi. Ko'mirni shakldagi adsorban sifatida ishlatish uchun nisbatan kam sonli dasturlar mavjud. Birinchi jahon urushida zaharli gaz ishlatilgani oqibatida samarali adsorbsiyalash materiallari uchun tezkor ehtiyoj paydo bo'ldi. Gaz 1915 yil aprel oyida Ypresning Ikkinchi jangida, nemislar ittifoqli xandaklar ustidan xlorni chiqarganda foydalanilgan. Britaniya va frantsuz qo'shinlari ushbu yangi qurol uchun tayyorlanmaganlar, faqatgina mudofaa ularning yuzlariga bog'lab qo'yilgan nam gilamchadir.Keyinchalik, xlorni himoya qilishni yaxshilashga Hypo eritmasi fotosuratlari kabi kimyoviy moddalar bilan to'yingan to'qimalardan foydalanish orqali erishildi. Biroq, himoya qilishning yanada yaxshi shakli talab qilinadi. Birinchi haqiqiy gaz maskalari kimyoviy faollashtirilgan ko'mir yordamida ishlatilgan. Keyinchalik, AQShda olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, kokos qobig'idan ishlab chiqarilgan ko'mir gaz maskalari uchun yaxshiroq xususiyatga ega, chunki uning ochiq makroporoz tuzilishi tezroq havo oqimi uchun imkon beradi.

1915 yil sentyabr oyida inglizlar "Loos" jangida gaz loyihalarini ishlab chiqdilar va gazni G'arb jabhasida ishlatishdi.urushning oxiri. Shu bilan birga, harbiy qurol sifatida gazning samaradorligi shamol yo'nalishidagi o'zgarishlarga va undan samarali va yanada samarali gaz niqoblariga qarshi zaifligi bilan chegaralangan. 1917-yilda boshlangan xantal gazidan foydalanish qisman yangi ko'mir gazining niqoblarini engishga urinish edi, lekin yana qisman samarador bo'ldi.Ikkinchi jahon urushi paytida ingliz hukumati gazni fuqarolik ob'ektlariga hujum qilish uchun ishlatilishini qo'rqitdi, shuning uchun gaz niqoblarini butun aholiga berildi. Voqeada qo'rqinchli hujum hech qachon amalga oshmadi.

Bugungi kunda faollashtirilgan uglerod bug 'bosqichida va suyuqlik bosqichlarida juda katta miqyosda ishlatiladi. U nafaqat respiratorlarda, balki havoni tozalash tizimlarida va sanoat chiqindilari chiqindilarini tozalashda keng qo'llaniladi. Suyultirilgan fazada, uning eng yirik yagona ilovasi organik ifloslovchi moddalarni ichimlik suvidan olib tashlash hisoblanadi. Evropada va Qo'shma Shtatlarda ko'plab suv kompaniyalari granüllü faol uglerod filtrlari orqali barcha mahalliy materiallarni filtrlaydi va faol uglerod o'z ichiga olgan maishiy suv filtrlaridan keng foydalaniladi. Boshqa ilovalar er osti suvi dezinfektsiyasi va transport emissiyasi nazoratini o'z ichiga oladi. Uning tijoriy ahamiyati tufayli, ko'mir, sanoat va akademik laboratoriyalarda katta miqdorda tadqiqotlar mavzusi bo'ldi. Shunga qaramay, ko'pgina muhim masalalar, xususan, uning batafsil atom tuzilishi haqida gap boradi.

Yog'och ko'mir tuzilishi

Rosalind Franklin asarlari

1920 va 1930-yillarda xlorli difraktsiyani ko'p miqdordagi noorganik materiallarning strukturalarini aniqlash uchun ishlatilgan. Grafit 1924 yilda Jon D. Bernal tomonidan hal qilinishi kerak bo'lgan birinchi tuzilmalardan biri bo'lgan.Uglerod qora, koks va xrom kabi kristall bo'lmagan karbonli materiallar katta muammodir. Grafitga o'xshash bu ko'mirlar olti burchakli uglerod halqalarini o'z ichiga olganligi aniqlandi, ammo ular bilan bog'langan yo'l noma'lum edi. Ba'zi ishchilar, charda grafit va olmos o'rtasida uch o'lchamli tarmoq tuzilishiga ega bo'lishi mumkinligini aytdi, ammo buning uchun to'g'ridan-to'g'ri dalillar yo'q edi. Ramz va ildiz orasidagi farq ham tushunilmagan. 1940-yillarning oxirlari va 50-yillarning boshlarida Rosalind Franklinning klassik asari paydo bo'lmaguncha, maydon biroz vahshiylikda qoldi.

Rosalind Franklin, DNKning tuzilishiga oid ishi bilan ugleroddagi ugleroddan ko'ra ko'proq yaxshi ma'lum. Ammo, biologiyaga o'tmasdan oldin u ko'mir, ko'mir va grafit tushunchasiga katta hissa qo'shdi. Franklin Kembrij kolleji Newnham kollejida kimyo fani o'qidi, 1941 yilda tugatdi. Keyinchalik Londonda ingliz ko'mirni tadqiq etish assotsiatsiyasiga (CURA) u ko'mirdan samarali foydalanish borasida harbiy harakatlar uchun muhim bo'lgan yirik tadqiqot dasturini amalga oshirdi. Franklinning tadqiqotlari ko'mirning porozitesiga qaratildi va 1945 yilda bu ish uchun Kembrij doktori unvoniga sazovor bo'ldi. Urushdan keyin u Parijda Laboratoire Central des Services Chimiques de l'Etat dagi Jacques Mehring bilan ishlash uchun ketdi. Bu erda ko'rsatilgan fotosurat Frantsiyada bo'lganida olib borilgan, bularning barchasi juda baxtli edi. Merindan rentgen nurlari diffraktsion usullarini o'rganib, ularni turli xil uglerodli materiallarni o'rganish uchun ishlatgan. Franklinning bu davrdagi faoliyati adabiyotda hali ham tez-tez eslatib o'tilgan bir qancha ajoyib asarlar yaratilishiga olib keldi.

Ulardan bittasida 1950 yilda Acta Crystallographia jurnalida chop etilgan polimer poliviniliden xloriddan olingan koksning rentgenologik tekshiruvlari tasvirlangan.Franklin, diffraksiyona oid ma'lumotlarning qat'iy bir miqdoriy tahlilini olib, char strukturasi uchun birinchi ishonchli modelni taqdim etdi. Ushbu modelda uglerod ichidagi 65% grafitning alohida qatlamlarida, juda tuzilishga ega, ammo diametri faqatgina 1,6 nm, uglerodning qolgan qismi tartibsiz bo'ladi. Uch o'lchamli tarmoq tuzilmalariga asoslangan avvalgi modellar noto'g'ri ko'rsatilgan. Keyin yuqori temperaturali issiqlik bilan ishlov berishning koks va ramzlar tuzilishiga ta'siri batafsil o'rganildi, bu ugleroddagi eng muhim ishdir. Ushbu ish frantsuz yuqori temperaturali laboratoriyada erta indüksiyon pechi mavjudligi bilan amalga oshirildi. Ushbu pechni ishlatib, u 3000 ^oCgacha bo'lgan haroratda uglerod namunalarini qizdirishga muvaffaq bo'ldi. Bu juda yuqori haroratli davolanishlar tartibsiz karbonlarni kristalli grafitga aylantirishi kutilgandi, bu ma'lum bo'lganidek, qattiq uglerodning eng termodinamik jihatdan barqaror shakli. Shunday qilib, Franklin natijalari ajablanib bo'ldi: koka 2200 ^o C atrofida issiqlik bilan ishlov berish orqali grafitlangan bo'lishi mumkin edi, ammo belgilar kristalli grafitga 3000 ^o C da aylantirilmadi. Buning o'rniga, ular faqatgina o'z ichiga olgan gözenekli izotropik materialni grafitga o'xshash strukturaning kichik joylari. Ushbu natijalar birinchi marta koks va ramzlar o'rtasidagi asosiy farqni ko'rsatdi.

Franklin 1951-yilda nashr etilgan Royal Society of The Works nomli uzun nashrdagi grafitizatsiya bo'yicha o'z tadqiqotini jamladi uglerod adabiyotining klassiklaridan biri. Ushbu maqolada, u belgilagan materiallarning ikkita tasnifini tasvirlash uchun uglerod atomlarini gravitatsiya qiluvchi va grafitizm bo'lmagan uglerod atomlarini grafifikatsiyalash shartlari va o'ng tomonda ko'rsatiladigan mikroyapılar uchun taklif qilingan modellar bilan tanishdi. Ushbu modellarda asosiy birliklar bir-biriga o'zaro bog'liqliklari bilan bog'langan bir nechta tekislik qatlamlarini o'z ichiga olgan kichik grafitli kristalitrlardir. Grafitlash uglerodida strukturaviy birliklar taxminan bir-biriga parallel, va (a) da ko'rsatilganidek, qo'shni birliklar orasidagi bog'lanish zaif deb hisoblanadi. Bunday strukturani kristalli grafitga aylantirish nisbatan oson bo'ladi.Bunga javoban, grafitizmsiz uglerod atomlarining strukturaviy birliklari tasodifiy yo'naltirilgan bo'lib, (b) da ko'rsatilgandek, va o'zaro bog'lamlar qatlamlarning yanada parallel tartibga o'tishiga to'sqinlik qilish uchun etarlicha kuchli. Ushbu modellar grafitizm va grafitizmsiz uglerod atomlarining to'liq tavsifini ifoda etmasalar ham, chunki ular o'zaro mos yozuvlar aniqligi aniqlanmagan, ko'p yillar davomida ushbu materiallar uchun mavjud bo'lgan eng yaxshi tuzilmaviy modellarni taqdim etgan.

Joriy fikrlar

Belgilarning atom tuzilishi va ularning grafitizatsiya qarshiligining sabablari Franklin ishidan deyarli 50 yil o'tgach, qizg'in tadqiqot mavzusi. Shu bilan birga, muammoning kalitini fulleren deb nomlanadigan yangi uglerod atomlari sinfini topish mumkinligiga ishonchi ortib bormoqda. Fullerenlar yopiq hujayrali uglerod zarralari guruhidir, ularning archetmlari simminsterfulleren bo'lib, uning strukturasi o'ngda ko'rsatiladi. Ularni 1985 yilda Sasseks universiteti professori Harri Kroto va grafitning lazer bug'lanishi tajribalari davomida Rays universiteti, Xyuston va ularning hamkasblaridan Richard Smalley aniqlagan. Keyinchalik ular oddiy karbonli yassi yordamida bulk ichida tayyorlanishi mumkinligini aniqladilar, bu esa tadqiqotlarning oqimini rag'batlantirdi. Bu natijalar nanopartikullar va nanotubullar bilan birga fullerene bilan bog'liq bo'lgan yangi uglerod materiallarini topishiga olib keldi. Ushbu yangi uglerod atomlarining o'ziga xos xususiyati shundan iboratki, ular olti burchakli halqalarni o'z ichiga oladi. Bu pentagonlar egrilikni hosil qiladi va Euler qonuni shunga o'xshash tizimda aniq 12 pentagonni kiritish yopiq tuzilishga olib kelishi mumkinligini ta'kidlaydi.

Pentagonlarni o'z ichiga olgan uglerod tuzilmalari juda barqaror bo'lishi mumkinligi haqidagi kashfiyot bunday tuzilmalarning ma'lum bo'lgan uglerod shakllarida mavjud bo'lishiga olib keladi. Dastlab, bu taxmin taxminan sof zarrachalarga qaratilgan bo'lib, ularning sferik shakllari darhol fulleren bilan mumkin bo'lgan aloqani ko'rsatadi. Shu bilan birga, mikroskopik uglerod atomlarining fullerenga o'xshash elementlar bo'lishi mumkinligi haqida dalillar ham bor.Buning birinchi dalili 1997 yilda nashr etilgan yuqori aniqlikda elektron mikroskopik tekshiruvda qilingan. Bu ishda polivinilidenklorid va sukrozdan olinmagan grafitizmli uglerod atomlari 2600 ^o S gacha bo'lgan haroratda issiqlik bilan ishlangan edi. Yuqori haroratli issiqlik bilan ishlov berish grafit qatlamining kavisli va qirrali tekisliklar, jumladan, yopiq karbonli nanopartikullar, bu ko'rinishda, flülerene o'xshash tuzilishga ega.Bu shuni ko'rsatdiki, fullerenga o'xshash elementlar asl uglerod atomlarida mavjud bo'lishi mumkin va keyinchalik ushbu usulni qo'llab-quvvatlaydigan turli uslublar yordamida tadqiqotlar o'tkaziladi. Eiji Osawa va Yaponiyaning Toyohashi Texnologiya Universitetidagi hamkasblari ham C _60- ni ko'mirdan olish mumkinligini namoyish etdilar. Ushbu tadqiqotlar natijasida, bugungi kunda ko'plab ishchilar ko'mirning chap tomonda ko'rinib turganidek, olti burchakli tarmoqqa tarqalgan beshburchakli va gepgenal halqalarni o'z ichiga olgan tasodifiy egri uglerodli chig'anoqlardan tashkil topgan tuzilishga ega ekanligiga ishonishadi. Biroq, bu fikr umuman qabul qilinmaydi.

Xulosa

Ko'mir olami dunyoviy materiallarga o'xshab ko'rinishi mumkin, ammo biz ko'rganimizdek, uning betakror xususiyatlarini tarix davomida inson qadrlashdi. Yoqilg'i sifatida foydalanish metallurgiya taraqqiyotida hal qiluvchi rol o'ynadi va badiiy muhit sifatida uning fazilatlari erta davrdan boshlab baholandi. Bugungi kunda faol uglerod suv va havoni tozalash uchun juda muhim ahamiyatga ega. Gilamlik fani 200 yildan ortiq vaqt davomida Wilhelm Scheele va Rosalind Franklin kabi mashhur shaxslar tomonidan o'rganilgan bo'lsa-da, hali ham qisman tushuniladi. So'nggi paytlarda biz muhim yutuqlarga erishdik, ammo o'rganish uchun hali ko'p narsalar mavjud.

Linklar

1. T. PATEL: "Stone Age Picassos"; New Scientist, 1996, 151, (no. 2038), 33-35.
2. J.W. PATRICK, (ed.): "Porosity in Carbons: Characterisation and Applications"; 1994, London, Arnold.
3. C.W. SCHEELE: "Chemical observations on air and fire"; 1780.
4. C.R.HALL and K.S.W. KING: "Protection - the black art?", Chemistry in Britain 1988, 24, 670-674.
5. J. GLYNN: "Rosalind Franklin 1920 - 1958" in "Cambridge Women: Twelve Portraits", (ed. E. Shils and C. Blacker), 267-282; 1996 Cambridge: Cambridge University Press.
6. R.E. FRANKLIN: "The interpretation of diffuse X-ray diagrams of carbon," Acta Cryst. 1950, 3, 107-121.
7. R.E. FRANKLIN: "Crystallite growth in graphitizing and non-graphitizing carbons", Proc. Roy. Soc., 1951, A209, 196-218.
8. H.W. KROTO, J.R. HEATH, S.C. O'BRIEN, R.F. CURL and R.E. SMALLEY: "C₆₀: Buckminsterfullerene", Nature, 1985, 318, 162-163.
9. P.J.F. HARRIS: "Carbon nanotubes and related structures -New materials for the twenty-first century"; 1999, Cambridge: Cambridge University Press.
10. P.J.F. HARRIS and S.C. TSANG: "High-resolution electron microscopy studies of non-graphitizing carbons", Phil. Mag. A, 1997, 76, 667-.
11. M. SHIBUYA, M. KATO, M. OZAWA, P.H. FANG and E. OSAWA: "Detection of buckminsterfullerene in usual soots and commercial charcoals", Fullerene Science and Technology, 1999, 7, 181-193.