Что такое фуллерен

Фуллерен – уникальное вещество, за открытие которого ученые получили нобелевскую премию в 1985 году. Некоторые исследователи полагают, что фуллерен стал основой, матрицей, вокруг которой сформировались первые органические молекулы и появилась жизнь. Они образовались на поверхности Земли под воздействием разрядов молний, бушевавших в тот период. Процесс возникновения фуллеренов продолжается и сейчас, но в гораздо меньших объемах.

В 2015 году ученые из Базельского университета при изучении спектров излучения космических объектов доказали, что в них повсеместно присутствуют молекулы фуллерена С60.

Фуллерен – это форма углерода, точнее молекулярное соединение атомов углерода, как графит или алмаз, но в отличие от них в фуллерене молекула имеет форму футбольного мяча, мяча для гольфа или чечевички. Существует много разновидностей фуллеренов, но самая распространенная форма состоит из 60 атомов углерода, поэтому чаще всего его формулу записывают как С60.

Благодаря наличию двойной связи они способны присоединять к себе радикалы и образовывать различные соединения, обладающие удивительными свойствами, очень эффективными при использовании в современных технологиях.

В природе микроскопические количества фуллеренов содержатся в карельском шунгите и древних донных отложениях. Но использование шунгита для добычи фуллеренов невозможно по той причине, что его содержание (по данным О.В.Мосина, канд. хим. наук. Член Японского Общества биохимии, биотехнологии и бионауки) составляет всего лишь от 0,0001 до 0,001 мас.%. То есть для получения 1 г нам понадобилось бы переработать от 100 до 1000 кг шунгита. При этом выделение такого количества фуллеренов из такого объема вещества не представляется возможным.

Как производятся фуллерены?

В настоящее время самый эффективный способ производства фуллеренов – сжигание графита в электрической дуге в атмосфере инертного газа. При этом получается фуллеренсодержащая сажа, в которой в среднем от 4 до 20% фуллеренов в зависимости от качества графита и условий, которые удается достичь в процессе синтеза.

Но получение фуллереновой сажи – это только половина дела, ведь из нее необходимо извлечь чистый фуллерен. Как это сделать? Фуллерены не растворяются в воде, но если смешать сажу с органическим растворителем можно получить раствор из фуллеренов, который затем нужно тщательно отфильтровать от частичек сажи. После этого растворитель отгоняется под вакуумом и получается сухая смесь, которая содержит только фуллерены без каких-либо примесей. Но в этой смеси присутствует не только фуллерен С60, но и другие фуллерены, например, С70 в количестве 20 – 30% и так называемые высшие фуллерены в количестве 2 – 5%. Для их разделения и очистки применяется жидкостная хроматография. Поэтому при стоимости 1 г смеси фуллеренов порядка 1000 руб, стоимость 1 г С60 может составлять от 2000 до 8000 руб, а С70 – от 15000 до 40000 руб в зависимости от чистоты.

К счастью, фуллерен проявляет свою активность уже при минимальном содержании в продукте, поэтому для создания эффективных косметических и медицинских средств его добавляют в небольшом количестве.

Важно не только получить фуллерены, но и тщательно очистить их от примесей и разделить на фракции. С этими задачами успешно справляются наши поставщики, поэтому мы предлагаем вам косметику самого высокого качества с высоким содержанием фуллеренов.

Где используется фуллерен

Области применения фуллеренов невероятно разнообразны, но по причине сложности получения, высокой стоимости, необходимости разработки новых технологических цепочек, их применение все еще очень ограничено. Кроме того, многие производители не заинтересованы в получении более долговечной и эффективной продукции в силу экономических причин.

Вот лишь несколько областей, в которых были проведены исследования и получены хорошие результаты:

Антиоксидантные и ранозаживляющие свойства позволяют использовать фуллерены в косметологии и медицине.
Модифицирование стали – повышение прочности и термостойкости.
Придание чугуну пластичности.
Получение полимерных композитов, обладающих термоустойчивостью и радиационной устойчивостью.
Улучшение свойств бетонной смеси.
Фуллереновые аккумуляторы, имеющие эффективность в 5 раз выше литиевых.
Фотоэлементы, которые имеют повышенную эффективность и способность поглощать больший спектр в отличие от производимых в настоящее время солнечных батарей.
Высокая эффективность в качестве катализаторов для множества химических реакций.
Использование в качестве сверхпроводников в широком температурном диапазоне.
Повышение износостойкости механизмов при добавлении в смазочные материалы.
В сельском хозяйстве фуллерены применяются для защиты растений, ускорения прорастания семян и при производстве эффективных удобрений, ускоряющих развитие растений, повышающих урожай.