Пустотелые молекулы

В 90-х годах XX века была открыта и в настоящее время активно изучается во всем мире новая аллотропная модификация углерода — фуллерены. Они были впервые найдены и экстрагированы из сажи, полученной в результате горения в вакууме в вольтовой дуге угольных электродов. Как сегодня доказано, фуллерены представляют собой сферические пустотелые молекулы общей формулы ao с примесями С70, go и т. д. [c.147]

Еще в 1966 г. британский журнал New S ientist в разделе Изобретения Дедала (который для русского читателя можно было бы отнести к рубрике Ученые шутят ) среди других причудливых предположений, развиваемых в квазинаучной манере Дэвидом Джоунсом ( Дедалом ), опубликовал особенно странно выглядящий проект [ 10а]. В нем автор рассуждает о (чисто фантастической) возможности создания твердых материалов, имеющих плотность, промежуточ>1ую между плотностью газов (порядка 0,001 относительно воды) и обычных твердых веществ (от 0,5 до 25). Несложные расчеты ведут автора к заключению о том, что пустотелые молекулы с диаметром порядка 0,05 мкм должны иметь плотность около 0,04 г/см Далее он предполагает, что эти замкнутые оболочечные структуры можно построить из слоев кристаллической структуры графита, состоящих из бензольных шестичленников, и считает, что свертывание этих листов может быть обеспечено путем введения некоторых подходящих примесей. Позднее Дедал дополнительно уточнил, что необходимое свертывание графитовых листов может быть достигнуто при условии, что в сеть шестиугольников будет включено еще 12 пятичленных циклов [10Ь]. Происхождение этой уточняющей идеи лежит в открытом Эйлером математическом законе, описывающем общие требования для обра- [c.393]

Выше мы упомянули лишь несколько примеров захватывающе интересной химии фуллеренов. Исследования в этой области развиваются так быстро, что вряд ли имеет смысл гадать (или пытаться предсказывать) природу будущих открытий как в химии фуллеренов, так и в отношении будущего применения этих соединешгй. Лучшее, что иы можем сделать в этом плане, это снова процитировать не слишком серьезные публикации Дедала , который предположил, что придуманные им пустотелые молекулы смогут захва-тъшать стократные по отношению к собственному весу количества малых молекул (углеродные баллоны) и иметь множество полезных применений, как, например, в качестве амортизаторов, термометров, барометров и... для транспортировки газа [ 1 Оа,Ь]. Не следует также упускать из вида, что сфероиды типа 59 в сущности представляют собой вакуумные камеры молекулярных размеров. В таком качестве они в принципе могли бы найти применение для проведения газофазных реакций в условиях абсолютного вакуума. Поскольку основное предсказание Дедала о существовании этих сфероидных молекул оказалось пророческим, не стоит удивляться тому, что его забавные соображения об их свойствах уже воспринимаются вполне серьезно. Мы снова приходим к поучительной иллюстрации того факта, что воображение важнее, чем знание... (Альберт Эйнштейн). [c.406]

По странному (хотя, вероятно, и многозначительному) совпадению за последние несколько лет появился целый ряд публикаций в области сфероидных структур, в которых для конструирования такой формы использовались вполне классические подходы (в отличие от схемы строения фуллереноп). Общий стратегический принцип их сборки легко проиллюстрировать аналогией с ростом древесной кроны (появление ветвей и их последующее ветвление), При общности внешней формы между фул 1сренами и такими системами есть одно кардинальное различие если геометрия первых аппроксимируется сферой, т, е. замкнутой пустотелой поверхностью, то вторые могут быть уподоблены шарам или, говоря более точно, сферам с развитой внутренней арматурой. Впрочем, не углубляясь дальше в геометрические аналогии и строгие дефиниции, опишем лучше принципы построения древовидных молекул. [c.408]

Трудно удержаться от восхищеьшя воображением и искусством химиков, которые смогли спроектировать и получить огромное разнообразие молекул необычной формы. В дополнение к таким хорошо известным объектам, как нитевидные молекулы (линейные полимеры), сетки (сшитые полимеры), кольца (циклические структуры), треугольники (циклопропаны и эпоксиды), четырехугольники (циклобутаны, циклобутадиены), на свет недавно появился целый ряд новых типов структур полиэдраны (каркасные системы), цепи (катенаны), пустотелые сферы, древовидные молекулы и т. д., и т. п. Углерод и углеродсодержащие фрагменты послужили строительными блоками для создания удивительных молекулярных конструкций, привлекательных как эстетически, так и с чисто научной точки зрения. Применяемый здесь строительный материал оказался податливым, как глина, позволяющим творчески мыслящим мастерам проявить всю мощь своей фантазии и способности управлять органическими реакциями для реализации наиболее дерзких идей. Может даже показаться, что все, что только возможно, уже создано. На самом деле, однако, нет никаких оснований сомневаться в том, что даже более экзотические молекулы еще будут придуманы и предложены в качестве целей синтеза как вызов мастерству химиков-органиков. Эта постоянно расширяющаяся область органической химии может служить наилучшей иллюстрацией справедливости суждения Бертло о творческой способности этой науки (см. разд. 1.5). [c.458]

До сих пор мы рассматривали в применении к плоским кристаллам только способ складывания (110) [010], однако существуют и другие возможные варианты способов складывания. Например, петли в последовательных плоскостях складывания молекул могут подниматься или опускаться уступами,в направлении [001] на расстояние пс, где п — целое число, ас — высота элементарной ячейки. Случай, когда п = О, относится к плоским кристаллам, о которых говорилось выше, но при п — 1 (или большем значении) должны получаться пустотелые пирамиды, конечно, при том условии, что длина складок остается постоянной, а плоскости складывания образуют правильные уступы в одном направлении. Для таких пирамид при п = 1 наклоны короткой и длинной диагоналей по отношению к плоскости основания должны составлять соответственно ar tg (с/а) = 19° и ar tg (с/Ь) = 27,3°. Возможен также другой способ складывания (110) [c.439]

Полиэтиленовые кристаллы растут в форме пустотелых пйрй-мид, которые разрушаются после помещения их на подложку и последующего испарения растворителя (см. Морфология полимеров , П. Джейл). Разрушение происходит после деформаций разных видов, которые подробно еще не исследованы. Полагают, что возможен сдвиг молекул, а также их изгиб или вращение Кроме того, иногда развиваются трещины, особенно в вершинах, поперек направления волокна Эти волокна, очевидно, возникают при разворачивании молекул, расположенных в группе соседних складчатых областей. Они имеют, диаметр около 100 А. [c.438]

А. Электронная микрофотография двух палочкообразных частиц ВТМ, одна из которых видна сбоку, а другая -- с торца увеличение в 800 ООО раз. Видно, что частица ВТМ представляет собой конгломерат суба единиц, уложенных по спирали, образующих пустотелый цилиндр. В. Схематическое изображение четвертичной структуры ВТМ. основанное на данных рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии и биохимии. Субъединицы белка оболочки, изображенные в виде уложенных по спирали белых глобул, окружают одну молекулу РНК. изображенную в виде черной спирали. [c.463]

Бимс и Пикельс [47] показали, что этот метод получения высоких скоростей вращения может быть использован в конструкции высокоскоростных центрифуг для химических и биологических исследований. Система пустотелого ротора, содержащего раствор и приводимого во вращение прямым воздушным приводом, оказалась непригодной для достижения необходимых скоростей седиг ментации. Поэтому Пикельс и Бимс [48] разработали конструкцию, в которой ротор, несущий кюветы центрифуги, подвешен в вакуумной камере к оси воздушной турбины, укрепленной над камерой. Подвеска осуществляется с помощью струнной проволоки, проходящей через масляный сальник. Эта установка постепенно совершенствовалась, и в настоящее время центрифугирование производится с помощью большого дюралюминиевого ротора с диаметром, примерно равным диаметру ротора Сведберга (180 мм), и с использованием аналогичных оптических систем для фотографирования хода седиментации белковых молекул и вирусов. Воздушная угловая ультрацентрифуга применялась для препаративного выделения вирусов (см., например, [49]). [c.503]

Полупроницаемые стеклянные волокна служат полезными устройствами как для диализа, так и для концентрирования. Они представляют собой пустотелые волокна, стеклянные стенки которых обладают порами с контролируемым размером. Молекулы, размер которых меньше размера нор, свободно проходят через стенки волокон (рис. 7-9, Л). Эти волокна обычно используют в виде пучков, что позволяет получить очень большую площадь поверхности. Пучки, как правило, изготовляют в виде блоков, один из типов которых изобралчсн на рис. 7-10. Чтобы сменить буфер в образце, содержащем макромолекулы, на другой буфер, образец помещают в сосуд, а через волокна пропускают большой объем второго буфера (рис. 7-10, Л). Маленькие молекулы двух буферов быстро обмениваются через поры волокон поскольку буфер, протекающий по волокнам, находится в избытке, первый буфер заменяется вторым. Макромолекулы при этом не могут проникнуть в поры и остаются снаружи. Если требуется провести обес-соливание, то через волокна пропускают воду. Для концентрирования растворов используют установку, изображенную на рис. 7-10, Б. Здесь раствор также помещают в сосуд, волокна присоединяют к вакууму. Разность давлений перемещает растворитель и растворенное вещество к волокнам, при этом происходит концентрирование раствора. Возможны и другие приемы для пропускания растворов через волокна, однако они используются редко, что связано с быстрым засорением волокон. [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология