Фуллерен, шаг вперёд

Фуллерен – одна из форм чистого углерода, в котором атомы соединены между собой в кристаллическую решетку, напоминающую по форме футбольный мяч. В зависимости от числа атомов фуллерены могут низшими (от 24х до 70 атомов) и высшими (70 и более атомов). Практический интерес представляют молекулы фуллерена с 60 и 70 атомами как наиболее распространенные (С60 и С70 соответственно).

Фуллерены, изомерный ряд:

geektimes-fulleren.jpg

Благодаря своим уникальным свойствам: бактерицидным, антиоксидирующим, сорбирующим, фуллерены в будущем имеют серьезную перспективу применения в медицине:

  • Добавка в органические масла, косметология, лечебная косметика: средства от псориаза, дерматитов и грибка, средства от выпадения волос, средства для избавления от шрамов, растяжек, пигментаций.
  • Фармакологические препараты: противоожоговые и ранозаживляющие препараты (ускорение процесса заживлния в 2–2.5 раза, обезболивание), нетоксичные антибактериальные и дезинфицирующие средства, лекарства от гастрита, язвы, рака ЖКТ, туберкулеза и бактериальных язв, АКНЕ. Офтальмологические и гинекологические препараты (не разъедает слизистую). Иммуностимулирующие и противоаллергические препараты (одновременно). Потенциально лекарства от рака.
  • БАДы: фуллерен – мощный антиоксидант (антиоксидирующая способность выше чем у аскорбиновой кислоты в 135 раз), нейтрализует свободные радикалы.

Раневое покрытие с применением гидратированных фуллеренов (фуллеренолов С(60/70)ОН(Х)):

geektimes-fulleren-2.jpg

Влияние фуллеренов на опухолевый рост:

geektimes-fulleren-3.png

Пример применения фуллеренового спрея на ожоге 3й степени:

geektimes-fulleren-4.png1й день применения

geektimes-fulleren-5.png14й день применения

geektimes-fulleren-6.pngАКНЭ до и после 10ти дневного курса лечения

Являясь устойчивой формой наночастиц углерода, фуллерены обеспечивают однородные свойства технических монокристаллов и пленок.

Электроника и оптика:

  • Нелинейная оптика: пленки для оптических линз.
  • Сверхпроводящие соединения: карбид кремния высокой плотности, полученный из фуллеренов.
  • Солнечные элементы: пленки на карбиде кремния высокой плотности повышают эффективность солнечной энергетики до +30%.

Промышленные и конструкционные материалы:

  • Добавка в промышленные масла, резины и пластики: эффективность машинного масла увеличивается в 2–3 раза, срок службы изделий из резины и плстика увеличивается в 4 раза, также повышается холодоустойчивость этой продукции.
  • Защитные покрытия: улучшенный антипригарные покрытия и покрытия с низким трением.
  • Дисперсно упрочненные композиционные материалы.
  • Фуллереновые добавки для роста алмазных пленок.

geektimes-fulleren-8.pngФуллереновая плёнка

geektimes-fulleren-9.pngМодель фуллерита

Единственный способ получать существенные объемы фуллерена – это т.н. метод Кречмера, где два углеродных стержня сгорают в плазменной дуге. Он позволяет получать 0.2–0.5% фуллерена от массы стержней. Это медленный процесс и для наработки значимого количества продукта необходимо несколько суток и огромное количество электроэнергии (современные установки потребляют около 50КВт). Но это еще не все, далее необходимо «отмыть» фуллерен от ненужной углеродной сажи. На это, в зависимости от применяемой технологии, уходит от 2х до 4х недель. При этом расходуется большое количество растворителя, т.к. к воде фуллерен не растворяется.

geektimes-fulleren-10.pngПринципиальная схема установки Кречмера

Таким образом, из-за непомерной сложности и дороговизны производства, фуллерены всегда вызывали чисто научный интерес, но не более.

Российские ученые в Лаборатории Наноуглеродных Материалов при СПБГПУ добились значительных результатов как в области получения фуллерена, так и области его отмывки и получения его важных модификаций. Разработанные ими методы позволяют интенсифицировать процесс горения углеродных стержней, что позволило увеличить КПД перехода сажи в фуллерен до единиц процента(в 15–20 раз).

Так же в лаборатории производится анализ качества продукта. Для этого используется современнейшие методы контроля: хроматографический, ИК-спекрометрический, массспектрометрический.

geektimes-fulleren-11.pngМасс спектрограмма фуллерена

В данный момент лаборатория активно сотрудничает с несколькими медицинскими и техническими НИИ. Результатом такого сотрудничества уже стали завершенные исследования и патенты (раз , два ).

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.4 (10 votes)
Источник(и):

geektimes.ru