{"id":3357,"date":"2010-06-13T22:46:39","date_gmt":"2010-06-13T19:46:39","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=3357"},"modified":"2010-06-25T14:55:29","modified_gmt":"2010-06-25T11:55:29","slug":"teadlased-on-esmakordselt-tunnistajateks-c60-fullereeni-moodustumisele-grafeenist","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=3357","title":{"rendered":"Teadlased vaatlesid esimest korda reaalajas grafeeni muutumist C60-fullereeniks"},"content":{"rendered":"

L\u00e4bistuselektronmikroskoopiat kasutades olid Hispaania, Saksamaa ning Suurbritannia teadlased esmatunnistajateks grafeenlehtede muundumisele sf\u00e4\u00e4rilisteks fullereenideks, inglise keeles tuntud kui ka ‘buckyballs<\/em>,’ Buckminster fullerenes<\/em>, eesti keeles ka C-60 fullereenina. Usutavasti annab eksperiment ka uut informatsiooni C-60 fullereenide tekkeprotsessi kohta, mis on aatomskaalas siiani saladuseks.<\/strong><\/p>\n

,,See on esimene kord kui keegi on otseselt fullereeni <\/a>tekkimist j\u00e4lginud,” s\u00f5nas Andrei Khlobystov Nottinghami \u00dclikoolist<\/strong>. ,,Varsti p\u00e4rast fullereeni avastamist 25 aasta eest pakuti tekkemehanismina v\u00e4lja n\u00f6. ‘\u00fclevalt alla’ variant. See l\u00fckati aga varsti k\u00f5rvale, sest pooldati mitmeid erinevaid ‘alt-\u00fcles’ mehhanisme, eelk\u00f5ige seet\u00f5ttu, et ei m\u00f5istetud, kuidas saab grafeenlehest moodustuda fullereen. Samuti polnud v\u00f5imalik fullereeni tekkimist otseselt j\u00e4lgida,” kirjutab physorg.com<\/em><\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

L\u00e4bistuselektronmikroskoobi pildid kujutavad fullereeni moodustumist grafeenist. (a) grafeenlehe \u00e4\u00e4red muudavad elektronkiire all pidevalt kuju. (b) l\u00f5pptulemus. (c)-(h) l\u00e4hiv\u00f5tted fullereeni tekkimisest. Pilt: Andrey Chuvilin, et al.<\/p><\/div>\n

Ajakirjas Nature Chemistry<\/em> ilmunud artiklis selgitavad teadlased, et\u00a0fullereeni moodustumise\u00a0‘\u00fclevalt-alla’ tekkeprotsessil on neli sammu, mida\u00a0kvantkeemilise modelleerimise abil ka seletada saab. Esimeseks oluliseks sammuks on s\u00fcsinikuaatomite kaotamine grafeenlehe \u00e4\u00e4rtelt. Kuna aatomid grafeenlehe \u00e4\u00e4rtel on muu struktuuriga \u00fchendatud vaid kahe keemilise sideme abil, said teadlased aatomite \u00fckshaaval\u00a0eemaldamiseks kasutada mikroskoobi k\u00f5rge energiaga elektronkiirt. Elektronkiire all paistab nagu muudaks\u00a0grafeenleht pidevalt oma kuju. Aatomite kaotamine grafeenlehe \u00e4\u00e4rtest on protsessi k\u00f5ige t\u00e4htsam samm, sest see l\u00fckkab struktuuri tasakaalust v\u00e4lja ning p\u00f5hjustab seega k\u00f5iki kolme j\u00e4rgnevat sammu.<\/p>\n

Grafeenlehe \u00e4\u00e4rtes olevad vabade keemiliste sidemete otsade t\u00f5ttu tekivad grafeeni \u00e4\u00e4rtes viisnurgad, misj\u00e4rel paindub grafeen kausikujuliseks. Need protsessid on m\u00f5lemad termod\u00fcnaamiliselt kasulikud, sest nad viivad \u00e4\u00e4rtes asuvad s\u00fcsiniku aatomid \u00fcksteisele l\u00e4hemale, tehes v\u00f5imalikuks nende keemilise sidustumise.<\/p>\n

Neljanda ja viimase sammuna sidustuvad s\u00fcsiniku aatomid paindunud grafeenis t\u00f5mbluku sarnaselt, sulgedes sellega k\u00f5ik \u00e4\u00e4red, mille tulemusena tekibki puurisarnane sf\u00e4\u00e4riline fullereen. ‘Lukustumisprotsess’ v\u00e4hendab vabade keemiliste sidemete arvu ning seega on sf\u00e4\u00e4riline fullereen sellistes tingimustes s\u00fcsiniku jaoks k\u00f5ige stabiilsem \u00fclesehitusega. Kui k\u00f5ik lahtised \u00e4\u00e4red on t\u00e4ielikult sulgunud, ei saa \u00fchend enam \u00fchtki aatomit kaotada, ning elektronkiir ei avalda fullereenile mingit m\u00f5ju.<\/p>\n

\"\"<\/a>

C-60 fullereen<\/p><\/div>\n

Kuigi sf\u00e4\u00e4rilisi fullereene on grafiidist\u00a0juba praegu v\u00f5imalik\u00a0suures koguses valmistada, pole teadlased siiani nende tekkemehhanismi t\u00e4ielikult m\u00f5istnud. Antud uurimuses suutsid teadlased t\u00e4nu reaalajas vaatlustele teha kindlaks k\u00f5ik struktuursed muutused, mis grafeen sf\u00e4\u00e4rilise fullereeni moodustamiseks l\u00e4bima pidi. Tulemused aitavad lahendada fullereeni molekulide tekke saladuse, seletades n\u00e4iteks, miks saab fullereeni valmistada laseraurutamise abil.<\/p>\n

,,Fullereeni tekke otsese vaatamiseks peavad grafeenlehekesed olema asetatud elektronkiirega risti. Vaja on moonutusi korrigeerivat l\u00e4bistuselektronmikroskoopi, hoolikat anal\u00fc\u00fcsi, kujutise simulatsiooni ning eksperimentaaltulemuste koosk\u00f5lalisust teoreetiliste arvutustega,” lausus Khlobystov. ,,Just nendel asjade olemasolu t\u00f5ttu on meie uurimus eelnevatest palju edukam.”<\/p>\n

Lisaks seletavad tulemused erinevatel tootmismeetoditel saadud C-60 ja C-70\u00a0fullereenide (koosnevad vastavalt 60-st ja 70-st s\u00fcsiniku aatomist)\u00a0rohkust. Teadlased leidsid, et algselt rohkem kui sajast s\u00fcsiniku aatomist koosnevatele grafeenlehekestele m\u00f5juvad tugevad j\u00f5ud ning seega kaotatakse \u00e4\u00e4rtest aatomeid, kuni struktuur on kaardumiseks piisavalt v\u00e4ike. Samas aga v\u00e4ga v\u00e4ikestes (v\u00e4hem kui 60-st aatomist koosnevad) grafeenlehekestes m\u00f5juvad s\u00fcsiniksidemetele kaardumise ajal lisapinged, mis ‘lukustumist’ takistavad. J\u00e4relikult, selleks, et v\u00f5imaldada termod\u00fcnaamilise protsessi k\u00e4iku, on tekkivad fullereenid vaid kindlate diameetritega, keskmiselt\u00a0\u00fcks nanomeeter, mis vastab 60-100 s\u00fcsiniku aatomile.<\/p>\n

,,Fullereeni tekkemehanismi m\u00f5istmine \u00f5petab meile erinevate s\u00fcsinikstruktuuride fundamentaalseid seoseid. Samuti avab see uksi molekulaarsete nanostruktuuride uutele valmistamismeetoditele elektronkiirte avil. See on keemias ning molekulide uurimises uus meetod,” l\u00f5petas Khlobystov.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel \u201cDirect transformation of graphene to fullerene<\/a>\u201d<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L\u00e4bistuselektronmikroskoopiat kasutades olid Hispaania, Saksamaa ning Suurbritannia teadlased esmatunnistajateks grafeenlehtede muundumisele sf\u00e4\u00e4rilisteks fullereenideks, inglise keeles tuntud kui ka ‘buckyballs,’ Buckminster fullerenes, eesti keeles ka C-60 fullereenina. Usutavasti annab eksperiment ka uut informatsiooni C-60 fullereenide tekkeprotsessi kohta, mis on aatomskaalas siiani saladuseks. ,,See on esimene kord kui keegi on otseselt fullereeni tekkimist j\u00e4lginud,” s\u00f5nas Andrei Khlobystov […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[45],"class_list":{"0":"post-3357","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-rakenduslik-teadus","7":"category-teadusuudis","8":"tag-grafeengrafaan","9":"entry","10":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3357","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3357"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3357\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3357"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3357"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3357"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}