Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»


Молекулярные кластеры занимают совершенно особое место среди веществ, имеющих наноструктуру. Наиболее известны среди них фуллерены — новая аллотропная модификация углерода наряду с графитом и алмазом. Центральное место среди фуллеренов принадлежит молекуле С^,, имеющей наиболее высокую симметрию и как следствие наибольшую стабильность. По форме молекула фуллерена С60 напоминает покрышку футбольного мяча и имеет структуру правильного усеченного икосаэдра. В молекуле фуллерена Q,, атомы углерода образуют замкнутую полую сферическую поверхность, состоящую из пяти- и шестичленных колец, причем каждый атом имеет координационное число, равное трем, и находится в вершинах двух шестиугольников и одного пятиугольника. Высокой стабильностью обладает также фуллерен С7(1, имеющий форму замкнутого сфероида. Фуллерены можно рассматривать как сферическую форму графита, поскольку механизмы межатомного связывания и в фулле-рене и в объемном графите в очень большой степени подобны.


Очень необычны свойства фуллеренов. Так, кристаллические фуллерены представляют собой полупроводники с фотопроводимостью при оптическом излучении, а кристаллы С60, легированные атомами щелочных металлов, обладают металлической проводимостью и переходят в сверхпроводящее состояние при 30 К и выше. Превращение кристаллического фул-| лере на в алмаз происходит даже при комнатной температуре! при давлении 20 ГПа, а при нагреве фуллерена до 1500 К для! перехода в алмаз достаточно давления 7 ГПа (для аналогично-! го превращения графита в алмаз требуются температура 900 к| и давление 30—50 ГПа). Растворы фуллеренов имеют нелиней-1 ные оптические свойства, что проявляется в резком снижении! прозрачности раствора при превышении некоторого критичес-1 кого значения интенсивности оптического излучения. Фулле-1 ренам как молекулярным кластерам посвящены тысячи ориги- ] нальных статей, десятки обзоров и монографий, поэтому в дан-1 ной книге они только упоминаются в связи с синтезом нового I класса молекулярных кластеров, имеющих состав М8С,2, где! М — атом металла.    ’    1


После открытия молекулярных кластеров углерода и первых f наблюдений молекулы фуллерена СЫ) [62—64], после интенсивных и разнообразных исследований синтеза, строения и свойств фуллеренов (см., например, [65—67]) прилагались очень большие усилия для получения молекулярных кластеров других веществ. Ожидалось, что они по аналогии с фуллеренами должны иметь уникальные физические и химические свойства, отличные

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»