Uppsala universitet
Hoppa över länkar
In English

Linné on line arrow Fysikens kosmos arrow Mikrokosmos arrow Kristaller – naturen ordnar sig själv arrow Kol i olika former arrow Buckminsterfullerener

Buckminsterfullerener

Buckminsterfullerenet har fått sitt namn efter den amerikanske arkitekten Buckminster Fuller som lanserade denna form, den geodetiska kupolen, mot slutet av 1940-talet. När Buckminsterfullerenet upptäcktes producerades det i laboratoriet med hjälp av laserstrålar, men man tror numera att det även finns naturligt bland annat i sot och i världsrymden.

  Den här bilden visar bindningarna mellan kolatomerna i Buckminsterfullerenet. Här ser man tydligt att buckybollen har samma form som en fotboll.

Genom att klicka och dra på bilden samtidigt som du håller "Ctrl"-tangenten nertryckt kan du zooma dig ut och in i bilden. Du kan också flytta bilden i sidled genom att hålla inne "Shift"-tangenten samtidigt som du klickar och drar på bilden.

  På den här bilden kan du se både kolatomernas positioner och bindningarna mellan atomerna.
  Buckminsterfullerenerna kan i sin tur bilda en annan typ av kristaller, av så kallad fcc-typ. Fullerenerna sitter som i hörnen på en kub plus att det är en fulleren mitt på varje kubsida. Denna struktur upprepas sedan åt alla håll.

Supraledning och lagring av vätgas

Exempel på möjliga applikationer för buckybollar är supraledning och lagring av vätgas. Rent buckminsterfulleren är en elektrisk isolator. Men om den "dopas" genom att man tillför metallatomer som kalium eller cesium i hålrummen mellan buckybollarna i kristallen, så ändras de elektriska egenskaperna avsevärt. Om små mängder tillförs blir det en halvledare och med större mängder en supraledare. Detta ger den bästa organiska supraledaren man känner till. Det har visat sig att en buckyboll kan absorbera stora mängder väteatomer, nästan en väteatom per kolatom, utan att dess struktur förändras. Detta skulle göra buckybollar till ett bättre lagringsmedium för väte än de metallhydrider som används idag. I sin tur öppnar detta möjligheterna för nya energisystem. En annan möjlig applikation är att, på samma sätt som med en metallhydrid, ersätta kadmium i nickel-kadmium batterier.

Buckytuber

En form av kol relaterad till både Buckminsterfullerenet och grafit är så kallade buckytuber. Man får en buckytub om man tar en buckyboll och delar den på mitten och istället fyller på med ett rör bestående av ett grafitlager. Om man kan producera tillräckligt långa buckytuber så att de blir mikrofibrer skulle man kunna göra trådar mångdubbelt starkare än kolfiber. Studier har visat att buckytuber i form av fibrer är starkare än något annat känt material. Man skulle kunna tänka sig att buckytuber fyllda med metall kan användas som molekylära elektriska ledare, vilka är tusen gånger tunnare än de etsningar som idag används på datorchips.