الفوليرينات Fullerenes

الفوليرينات عائلة كبيرة من الاشكال المتآصلة Allotropes للكاربون ، حيث تتكون الجزيئات كليا من الكاربون ويشكل كرة مجوفة أو أنابيب ويطلق على الفوليرينات الكروية مصطلح bucky balls أما الاشكال الاسطوانية فيطلق عليها الانابيب الكاربونية النانوية أو bucky tubes وللفوليرين تركيب مماثل لتركيب الكرافيت graphite والمكون من صفائح متراصة من حلقات سداسية . اكتشف عائلة Buck minister fullerene عام 1985 من قبل الباحثين روبرت كيرل Robert Curl وهارولد كروتو Harold Kroto ورديتشارد سمالي Richard Smalley ‏من جامعة سسيكس Sussex  وجامعة راس Rice ‏ثم اطلق على هذه العائلة النانوية اسم المهندس المعماري الامريكي الشهير R. Buckminister Fuller ‏عمل المهندس Fuller على تنفيذ تصميم معماري غاية في الجمل والتميز اطلق عليه القبة الجيوديسية (الشكل1) (الجيوديسية فرع من الرياضيات التطبيقية يعني بدراسة شكل الارض وقياس سطحها)

الشكل 1: المهندس المعماري Buckminister Fuller (الصورة الى اليمين) والقبة الجيوديسية التي صممها (الصورة الى اليسار)

تمكن الباحث الياباني " ايجي اوساوا Eiji Osawa " من جامعة تويوهايشي Toyohashi للتكنولوجيا في اليابان في عام 1970 من التنبؤ بوجود C₆₀ ونشر بحثه في احدى المجلات العلمية اليابانية ونظراً لمحلية المجلة وكتابتها باللغة اليابانية لم يصل فحوى البحث الى الولايات المتحدة او أوروبا ، لاحظ الباحث Osawa ايضا ان تركيب جزيئة corannulene تمتلك شكلاً شبيه بكرة القدم ، لذلك افترض Osawa فرضية بإمكانية تواجد شكل كروي كامل .

التغايرات variations

تتوفر العديد من التغايرات التركيبية التي اكتشفت منذ العام 1985 ولغاية الآن (الشكل 2) فهنالك الاشكال الكروية والاسطوانية ومن الامثلة على هذه التغايرات :

1/ العناقيد الكروية Bucky Ball Clusters ، في هذه المجموعة التركيب الأصغر يحوي C₂₀ والأكثر شيوعاً هو C₆₀ .

2/ الانابيب النانوية nanotubes : وهي أنابيب مجوفة وبإبعاد صغيرة جداً وتملك جدران مفردة single او متعددة multiple وتطبيقاتها المحتملة هي في الصناعة الالكترونية Electronic industry .

3/ الانابيب الكبيرة mega tubes وهي انابيب كبيرة الحجم أكبر بكثير من اقطار الانابيب النانوية ويتم تخضيرها من جدران مختلفة السمك ومن المحتمل استخدامها في نقل وإيصال جزيئات مختلفة الحجوم الجزيئية .

4/ البوليمرات (المكوثرات) Polymers : تتكون سلسلة ثنائية وثلاثية الابعاد من البوليمرات تحت ظروف الحرارة والضغط العالي .

5/ البصلات النانوية " Onions " nano : دقائق نانوية تعتمد على طبقات الكاربون المتعددة المحيطة بقلب (core) الكرة bucky Ball ، من المحتمل استخدامها كمواد للتزيت lubricants .

6/ دايمرات ارتباط السلسلة بالكرة linked chain- ball dimers : ترتبط اثنان من buckyBall بسلسلة كاربونية .

الشكل 2: يبين تنوع وتغاير الاشكال التركيبية للفولرينات