Náttúrufræðingurinn

Árgangur

Náttúrufræðingurinn - 1995, Síða 13

Náttúrufræðingurinn - 1995, Síða 13
pípanna stjórnar kristalgerð fylliefnisins og getur þannig kallað fram sérstæða eiginleika hjá efninu. Knattkolspípur geta því gegnt mikilvægu hlutverki fyrir þróun nanótækni framtíðarinnar. Tæpu ári eftir að Iijima birti uppgötvun sína á knattkolspípum tilkynnti eðlis- fræðingurinn Ugarte um enn eina nýja gerð kolefnis (Ugarte 1992). Ugarte var að athuga kolefnissót í rafeindasmásjá og jók rafeindaflæðið um sýnið meir en tífalt, meðal annars til að athuga áhrif rafeinda- geislans á sótið. Honum til mikillar furðu ummynduðust knallkolspípur, grafítflögur og myndlaust kolefni í sýninu í kúlulaga agnir (þvermál tæplega 50 nm). Nánari athugun leiddi í ljós að hver ögn var samsett úr mörgum knöttum sem voru hver inni í öðrum, líkt og lagskipting í lauk. Fleiri en sextíu knettir geta verið í hverri kúluögn og bilið á milli knattanna er, líkt og hjá knattkolspípunum, það sama og á milli grafítlaga. Þessir knettir Ugarte eru oft kallaðir knattkolslaukar (bucky on- ions). Líklegt er að C60 sé innsti knött- urinn, en þar yfir komi næst C240 svo C540 o.s.frv. Þá má skrifa knattkolslaukinn sem C60@C240@C540@... samkvæmt táknaðferð Smalleys. Regluleg kúlulögun stærstu knattkolanna í kollauknum bendir hins vegar til þess að þeir séu gerðir úr sjöhyrningum auk fimm- og sexhyrninga. Risastór knattkol verða of strýtulaga um fimmhyrningana ef þau eru eingöngu gerð úr fimm- og sexhyrningum. Hinsvegar eru aðliggjandi sjö- og fimmhyrningar algeng- ir í reglulegum kúlum geislunga (radio- laria) eins og lil dæmis Aulonia hexagona (Tarnai 1989). Eitt það athyglisverðasta við uppgötvun Ugartes var að knattkolslaukarnir stækk- uðu því lengur sem rafeindageisla var beint að sýninu. Nauðsynleg skilyrði fyrir myndun knattkola eru því ekki bundin við gasfasa heldur geta þau einnig myndast í storkuham (solid state). Ugarte vildi út frá þessu varpa fram þeirri spurningu hvort knattkolslaukar væru í raun stöðugasta form kolefnis en ekki grafít. Það væri fyrst núna að réttar aðstæður væru fyrir myndun þeirra. Þessa ályktun sína byggði hann á þeirri staðreynd að grafítflötur fyrir hreint kolefni hefði alltaf opin tengi (eða hvarf- gjörn) á jöðrunum. í raun eru kolefnis- atómin á jöðrum grafítflata tengd öðrum atómum og þá aðallega vetni. Samkvæmt þessu ætti kúlulögun að vera stöðugasta bygging hreins kolefnis, a.m.k. fyrir smærri agnir frumefnisins. Við verðum þó að bíða nákvæmra mælinga á hreinum sýnum knattkolslauka áður en við fáum svar við þessari spurningu. ■ LOKAORÐ Nú eru rúm tíu ár síðan fyrsta vísbendingin um tilvist knattkola leit dagsins ljós. Vitað er að knattkol hafa verið til miklu lengur og eru stöðugt að myndast allt í kringum okkur. Þau finnast til dæmis í sóti frá kertaloga en þó aðeins í örlitlu magni. Knattkol hafa verið lengi til á jörðinni því þau finnast í ævafornu sóti í 65 milljón ára gömlu jarðlagi frá mörkum krítar og tertfer (Heymann o.fl. 1994), sem markar enda- lok risaeðlanna, og einnig í sóti sem myndaðist þegar loftsteinn féll á Sudbury í Kanada fyrir 1,85 milljörðum ára (Becker o.fl. 1994). Hins vegar er upphaflegu spurningunni um samsetningu kolefnis- þoka enn ósvarað, en ljóst er að C60- knattkol er þar líklega ekki í umtalsverðu magni, svo kaldhæðnislega sem það kann að hljóma. Þó er mögulegt að ljósmerki frá geimnum, sem mælist á útfjólubláa svið- inu, sé frá knattkolslaukum (de Heer og Ugarte 1993, Krátschiner 1994). Uppgötvun knattkola undirstrikar enn frekar fjölbreytnina í efnafræði kolefnis. í dag þekkjum við byggingar kolefnis sem fulltrúa fjögurra vídda. Knattkolin og knattkolslaukarnir eru punktlaga og því núllvíðir, knattkolspípurnar línulegar og einvíðar, grafít llatt og tvívítt en demants- grindin þrívíð. Ekki er loku fyrir það skotið að enn verði uppgötvuð ný form kolefnis. Til dæmis benda nýlegar rann- sóknir til að hægt sé að mynda stöðugar línulegar keðjur kolefnisatóma (svokall- 123
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118

x

Náttúrufræðingurinn

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Náttúrufræðingurinn
https://timarit.is/publication/337

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.