Historie vědy: Chemici objevili buckyballs – nejdokonalejší molekuly, jaké existují – 14. listopadu 1985
RYCHLÉ FAKTA
Milník: Objeveny a popsány ‚Buckyballs‘
Datum: 14. listopadu 1985
Kde: Rice University, Houston, Texas
SZO: Harry Kroto, Richard Smalley a Robert Curl
Během horečnatého 10denního období v roce 1985 vědci vymysleli novou molekulu dokonalé symetrie – a pojmenovali ji po jednom z nejslavnějších vynálezců a futuristů 20. století.
Ale rádiová a světelná data z tohoto mezihvězdného média naznačovala, že jich bylo mnohem více dlouhé uhlíkové řetězce než by bylo možné vzhledem k astrofyzikálnímu stavu tehdejší teorie molekulární syntézy. Vědci se začali zajímat, zda chladící rudí obří hvězdy pumpují mezihvězdné médium plné těchto šesti až osmi uhlíkových řetězců.
Heureka momentem pro Krota byla návštěva laboratoří Rice University chemiků Roberta Kurla a Richarda Smalleyho. Smalley měl speciální přístroj, ve kterém se vypařoval laserový paprsek atomy na povrchu kovového disku, pak je smetli do oblaku hélia a vakua, aby je ochladili, a nakonec analyzovali jejich složení pomocí dalšího laseru.
Kroto začal uvažovat, zda by mohli simulovat vnější skořápky chladných červených obrů výměnou kovového disku za disk vyrobený z grafitu, což je forma uhlíku.
Během prvních 10 dnů v září vytvořilo trio spolu s postgraduálními studenty Seanem O’Brienem a Jimem Heathem šesti až osmi uhlíkové řetězce, které podporovaly teorii rudého obra.
Ale byli tam nějací vetřelci: podivné formy uhlíku tvořené 60 atomy uhlíku a menší koncentrace ještě většího vedlejšího produktu tvořeného 70 atomy uhlíku. Tito „nezvaní hosté“, jak jim Kroto říkal, byli ve skutečnosti nalezeni v experimentu Exxon Corporate Research Science Laboratory v New Jersey asi před rokem, ale nikdo jim nevěnoval velkou pozornost.
Po dnech práce, 9. září, tým dospěl k závěru o své struktuře. „C60 se zdál být opravdu docela nereaktivní, což je chování, které je obtížné sladit s plochým šestiúhelníkovým grafenovým listem – nejzjevnější první myšlenka,“ řekl Kroto.
Teoreticky by plochý grafenový list měl spoustu visících vazeb, díky nimž by byl reaktivnější.
Po mnoho dní vědci pracovali s párátka a želé, papírové výřezy šestiúhelníků a pětiúhelníkůa další „low-tech“ modelovací řešení, která se pokusí vyřešit strukturu této molekuly s 60 uhlíky.
Kroto si vzpomněl na výstavu Expo v Montrealu v roce 1967, kde futurista a vynálezce Buckminster Fuller z 20. století vystavoval geodetickou kopuli, kulovou strukturu se sítí trojúhelníků na povrchu, kterou měl. patentováno v 50. letech 20. století. Smalley šel do své kanceláře, aby si vzal knihu s podrobnostmi o Fullerově práci, a přišli na navrhovanou strukturu.
Výsledná sloučenina, kterou pojmenovali buckminster fulleren, byla molekulou neuvěřitelné symetrie. Článek popisující jejich novou molekulu byl publikován 14. listopadu 1985 v časopise Přírodaa brzy se jim začalo přezdívat buckyballs.
Během několika příštích let tým odvodil vlastnosti třídy uzavřených molekul, nazývaných fullereny. A v roce 1990 vědci přišli na to, že umístěním elektrického oblouku mezi dvě tyčinky uhlíku produkovat hromady buckyballs.
Kroto, Smalley a Curl vyhráli 1996 Nobelova cena za chemii za jejich objev a charakterizaci buckyballs.
Fullereny jako třída se ukázaly jako užitečné a chemické příbuzné buckyballs, nazývané nanotrubice, jsou super pevné a mají vysokou tepelnou a elektrickou vodivost. Tyto nanotrubice se staly zásadními v mikroskopy atomové síly, baterie, povlaky a biosenzory. Ale i když vědci navrhli použití buckyballs ve všem od kvantové počítání na dodání lékůsvé místo v mainstreamových aplikacích si teprve musí najít.
