富勒烯的历史演变

早在1965,二十面体C60H60就被认为是一种可能的拓扑结构。20世纪60年代,科学家们对非平面芳香结构产生了兴趣,很快它们就融合成了碗状分子Corannulene。日本科学家小泽秀吉在和儿子踢足球时,想到可能存在一种由sp杂化碳原子组成的分子,比如将几碗烯烃放在一起实现三维芳香性的* * *轭的球形结构。他开始研究这种球形分子,很快他得出结论,这种结构可以通过切掉一个二十面体的顶角得到,并称之为截头二十面体,就像足球的拼布结构一样;他还预言了CnHn分子的存在。虽然大泽在1970预言了C60分子的存在,但遗憾的是,由于语言不通,他用日文发表的两篇文章并没有引起人们的普遍重视,大泽本人也没有继续研究这一分子,从而使得C60的发现发生在15之后。

在1970年,R. W. Henson设计了C60的分子结构,并用纸做了一个模型。然而,这种新形式碳的证据非常薄弱,包括他的同事。所以这个结果没有公布,但是在1999被碳证实了。富勒烯的第一个光谱证据是由美国新泽西艾克森实验室的Rohlfing,Cox和Kldor于1984年发现的。当时,他们利用莱斯大学的理查德·斯莫利设计的激光汽化团簇束发生器,用激光汽化石墨,发现了一系列Cn(n=3,4,5,=10),其中相互接近的C60和C70的峰最强,但遗憾的是,他们没有做进一步的研究,探索这个强峰的意义。1985年,英国化学家哈罗德·沃尔特尔·克洛索博士和美国莱斯大学科学家理查德·斯莫利、詹姆斯·r·希思、肖恩·奥布莱恩、罗伯特·柯尔在氦流中用激光蒸发石墨的实验中,首次制成了由60个碳组成的碳团簇结构分子C60。富勒烯的主要发现者受到了加拿大蒙特利尔建筑师巴克明斯特·富勒设计的球形圆顶薄壳建筑的启发。他们认为C60可能具有类似球体的结构,因此他们将其简称为巴克明斯特富勒烯。为此,克洛索、科尔和斯莫利以1996获得诺贝尔化学奖。在1990之前,对富勒烯的研究主要集中在理论研究上,因为没有足够的富勒烯用于实验。直到1990,唐纳德霍夫曼,克拉泽Kr?Tschmer)和Konstantinos Fostiropoulos等人首次报道了大量合成C60的方法,使得大量关于C60的研究得以进行。富勒烯的提纯对化学家来说是一个挑战,也在很大程度上决定了富勒烯的价格。内嵌富勒烯是指在生产富勒烯的过程中,离子或小分子被填充到碳笼中。富勒烯的化学反应很特殊,比如1993发现的宾格尔反应。碳纳米管发现于1991。

C60在甲苯溶液中的紫外-可见吸收光谱。浓度:0.052 mmol/L测试仪器:JASCO V570。1971年,大泽秀吉出版了《芳香性》一书,描述了C60分子的思想。

1980年,饭岛诚男在分析碳膜的透射电镜图像时,发现了同心圆,就像切洋葱一样,这是C60的第一张电镜图像。1983年,在克洛索蒸发石墨棒产生的碳灰的紫外-可见光谱中发现了215nm和265nm的吸收峰,他们称之为“驼峰”;后来,他们断定它是由富勒烯产生的。

1984年,富勒烯的第一个光谱证据是罗芬等人在美国新泽西艾克森实验室发现的,但他们并不认为是C60等团簇产生的。

1985年,英国化学家哈罗德·沃尔特尔·克洛索博士和美国科学家理查德·斯莫利等人在氦流中激光汽化蒸发石墨的实验中,首次制成了由60个碳组成的碳原子簇分子C60,并推测该簇为球形。

1990年,Kriischmer等人首次报道了大量合成C60的方法,使得大量关于C60的研究得以进行。

1991年,加州大学洛杉矶分校的Joel Hawkins得到了富勒烯衍生物的第一个晶体结构,这表明富勒烯的结构被精确地确定了。

在1995中,Fred Wudl制备了开孔富勒烯。而PCBM也是由他第一次准备的。

65438-0996年,罗伯特·科尔(美国)、哈罗德·沃尔特尔·克洛索(英国)和理查德·斯莫利(美国)因富勒烯的发现获得诺贝尔奖。

2013年3月,中国科学技术大学化学与材料科学学院杨尚峰教授和合肥微尺度材料科学国家实验室研究组与华中科技大学材料科学与工程学院陆星教授、美国波多黎各大学陈教授和日本筑波大学赤坂武教授合作,发现、分离并表征了一种新的富勒烯,改变了富勒烯学界20多年来对富勒烯内嵌结构的公认认识

2065438+2005年3月,杨尚峰教授研究组成功合成、分离并表征了一种新结构的包合富勒烯,十几年来一直被认为是“不可分”的。这一发现填补了包合富勒烯研究领域的一项空白,并从实验上证明了分离一种低稳定性新结构富勒烯的可能性。研究成果发表在国际重要化学期刊《美国化学学会杂志》上。审稿人认为文章在富勒烯化学方面取得了重要进展”;这项工作标志着金属富勒烯科学领域的重大进展...这是一份伟大的工作。“流行文化中有很多富勒烯元素,在科学家关注它们之前就出现了。在《新科学家》杂志上,曾经有一个叫代达罗斯的专栏,由大卫·琼斯每周撰写,描述各种有趣但难以实现的科学技术。在1966中,他提出通过掺杂杂原子扭曲一个扁平的六方网络可以得到一个空心的碳球分子。

2010年9月4日,谷歌主页将谷歌图案中的第二个O换成了一个旋转的C60富勒烯,庆祝富勒烯发现25周年。