富勒烯的发现课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,富勒烯的发现,1996年诺贝尔化学奖,演讲人：张赛刚,人物简介,成果介绍,研究现状及影响,研究展望,人物简介,柯尔,Robert Curl(1933-),克罗托,Harold W.Kroto(1939-),斯莫利,Richard,E.Smalley(1943-),人物简介,柯尔,柯尔(Robert Curl)，美国化学家，生于1933年8月23日。美国赖斯大学研究人员。1985年9月他与斯莫利及英国科学家克罗托一起，在氦气中气化石墨，产生碳原子束。从气化中他们获得了一些与含40-100个以上偶数碳原子相应的未知形式碳的谱线。从而他们发现了具有特殊结构的碳60，他们命名为“富勒烯”(或富勒球，实际上这种结构称之为“富勒碳”更为确切编者)。这种独特结构的发现创立了一个崭新的化学分支。为此，他与克罗托、斯莫利三人共获1996年诺贝尔化学奖。,克罗托,克罗托(Harold W.Kroto)，英国化学家，1939年10月7日生于英格兰剑桥郡威斯贝奇。1964年克罗托在设菲尔德大学获博士学位。1967年在萨塞克斯大学任教，1985年成为该校化学教授。在研究过程中，克罗托运用微波光谱学，在恒量大气层和气云中发现长形链状碳。为了研究碳的气化以找到这些碳链形成的途径，他到美国得克萨斯州休斯敦的赖斯大学，在那里，斯莫利已设计出激光超声速束光仪，可气化几乎所有已知物质，以便用来研究产生的原子束或分子束。,1985年9月进行的一系列实验中，克罗托和斯莫利与在赖斯大学的同事柯尔一起在氦气中气化石墨，产生碳原子束。从气化中，他们获得了一些与含40-100个以上偶数碳原子相应的未知形式碳的谱线。新的碳分子大多有碳60的结构。他们认识到这种分子的原子团结成一个高度匀称的中空结构，类似球或球形。碳60是一个多面体，有60个顶点和32个面，其中12个面是五角形，20个面是六角形几何形状与足球相同。1985年他们在论文中描述选用了怪异的“巴克敏斯特富勒烯”为碳60命名。其名称源于美国建筑师RB(巴克敏斯特)富勒的姓名，该种分子的原子结构与他设计的多面体穹顶相似。富勒烯(或巴克球，这类化合物即以此名著称)*，独特结构的发现创立了一个崭新的化学分支。由于他们发现了球状结构的碳60，而共同获得1996年诺贝尔化学奖。,斯莫利,斯莫利(Richard E.Smalley)，美国化学家，生于1943年。美国得克萨斯州休斯顿赖斯大学研究人员。他设计出的激光一超声速束光仪，可气化几乎所有已知物质，以便用来研究产生的原子束或分子束。1985年9月在一系列实验中，他与克罗托、柯尔一起在氦气中气化石墨，产生碳原子束。从而发现了具有特殊结构的碳60。他们取设计类似碳60结构穹顶的著名建筑师富勒的名字，命名碳60为“富勒烯”(实际碳60无“烯组成”应为富勒碳编者)。为此，他与克罗托、柯尔三人共获1996年诺贝尔化学奖。,成果介绍,富勒烯,（,英语,：,Fullerene,）是一种完全由,碳,组成的中空分子，形状呈,球型,、,椭球型,、,柱型,或,管状,。富勒烯在结构上与,石墨,很相似，石墨是由六元环组成的,石墨烯,层堆积而成，而富勒烯不仅含有六元环还有,五元环,，偶尔还有,七元环,。,1985年,英国,化学家,哈罗德沃特尔克罗托,博士和,美国,科学家,理查德斯莫利,在,莱斯大学,制备出了第一种富勒烯，即,60富勒烯分子,，因为这个分子与建筑学家,巴克明斯特富勒,的建筑作品很相似，为了表达对他的敬意，将其命名为,巴克明斯特富勒烯,。,饭岛澄男,早在1980年之前就在,透射电子显微镜,下观察到这样洋葱状的结构。自然界也是存在富勒烯分子的，2010年科学家们通过,史匹哲太空望远镜,发现在,外太空,中也存在富勒烯。“也许外太空的富勒烯为地球提供了生命的种子”。在富勒烯的发现之前，碳的,同素异形体,的只有,石墨,、,钻石,、,无定形碳,（如,炭黑,和,炭,），它的发现极大地拓展了碳的同素异形体的数目。巴基球和巴基管独特的化学和物理性质以及在技术方面潜在的应用，引起了科学家们强烈的兴趣，尤其是在材料科学、电子学和纳米技术方面。,20世纪80年代中期，继石墨、金刚石之后，人们发现了碳元素存在的第三种晶体形式，其分子式为Cn，目前已知的n值最大为540。这类碳化合物被称为碳笼原子或富勒烯（又称巴基球、球烯、足球碳等）,C60,富勒烯的作用,生物医学领域：,富勒烯C60以其独特的结构和理化性质，决定了它及其衍生物潜在的应用前景。富勒烯及其衍生物有望在生物医药领域得到广泛应用,并且取得了可喜的成果,其中对生物特性，如,细胞毒性,、促使DNA选择性断裂、抗病毒活性和,药理学,等的研究，是最有前景的应用领域之一。C60具有能量较低空轨道T1u，可以接纳6个电子，是一个优良的电子接受体；人体免疫缺陷病毒酶(HIVP)的活性中心的孔道大小与C60分子体积大小相匹配，有可能堵住孔道，切断病毒的营养供给，就可以杀死病毒；,C60可用于治疗神经衰退方面的疾病；C60通过,光诱导,产生,单态氧,的效率高达100%，被喻为“单态氧的发生器”；实验表明，C60分子中6-6键是化学反应的活性部位，分子中含30个具有烯烃性质的6-6键，极易与自由基反应，被称为“吸收自由基海绵”；因此可应用于护肤、,美容,等方面。C60有30个双键，可以发生,Diels-Alder反应,、Bingel反应等，是,药物设计,的理想基体，可以根据需要接上多种基团，人们把C60喻为药物设计中的“化学针插”(chemical pin cushion)等。在生物医学领域展示出重要的研究价值和巨大的应用前景。,工业,富勒烯是一种新发现的工业材质，它的特性：1.硬度比,钻石,还硬 2.轫度(延展性)比钢强100倍 3.它能导电，导电性比铜强，重量只有铜的六分之一 4.它的成分是碳，所以可从废弃物中提炼。,可想像我们的未来生活中将有“无金属电线”“富勒烯(非金属)钢筋的建筑物”“富勒烯防弹背心”“富勒烯汽车壳”.,研究展望,1.富勒烯的研究已经渗透到化学、物理、生命科学、材料科学等众多学科领域，富勒烯的衍生化研究相对较熟；,2.从发展趋势看，当前富勒烯的研究主要集中在:新型富勒烯的制备及其机理研究，功能富勒烯衍生物的制备、性能及应用研究，新的富勒烯反应及机理研究等方面；,3.由于C,60,表面含有30 个双键，其环加成反应中会生成多加成产物，对它们的分离纯化以及选择性合成等也是以后需要解决的问题；,4.如果在生物环境即水溶液环境中的溶解度得到根本解决，富勒烯衍生物在生物、药物领域的应用将更为广阔。,谢谢,