Lexikon der Biologie

Fullerene



Beispiele für verschiedene Fullerentypen und -strukturen:



Buckminster-Fulleren (Footballen, umgangssprachlich Fußball-Molekül): erstes 1985 von H.W. Kroto nachgewiesenes Fulleren (erhielt dafür 1996 zusammen mit R. Smalley und R.F Curl den Nobelpreis für Chemie); wurde durch Verdampfen von Graphit im Laserstrahl hergestellt; besteht aus 60 gleichwertigen, an den Ecken von 12 Fünf- und 20 Sechsringen sitzenden Kohlenstoffatomen (siehe Abb. unter Haupteintrag Fullerene) und hat einen Durchmesser von 1 nm, eine Dichte von 1,7 g/cm3 und einen Brechungsindex von 2.

Bucky-Tubes (Nanoröhren): mehrere Mikrometer (10-6 m) lange, ineinandergeschachtelte, an den Enden mit halbrunden Kappen verschlossene zylinderförmige Fullerene (siehe Abb. unter Haupteintrag).

Bucky-Onions: zwiebelartig aufgebaute Fullerene, die aus mehreren, um ein C60-Fulleren konzentrisch angeordneten Kohlenstoff-Schalen bestehen.

Hetero-Fullerene: ein oder mehrere C-Atome sind durch andere Atome ersetzt; z.B. entstehen durch Verdampfen von Graphit-Gemischen u.a. C58B2- und C59B-Cluster oder Halogenverbindungen wie C60Br6 oder C60F36, durch Dehydrieren niedermolekularer Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Ethin oder Benzol mit Titan bei hohen Temperaturen Metcar genannte Fullerene aus 12 Fünfringen mit je 2 Titan- und 3 Kohlenstoffatomen (siehe Abb. unter Haupteintrag).

Polymere: entstehen durch Druck, Einbringen von Fremdmolekülen, Lichteinstrahlung vor allem aus C60-Fulleren.

Additionsprodukte: entstehen durch Addition von Nucleophilen, Radikalen und Komplexfragmenten.

Fulleride: durch Reduktion (z.B. kann C60 bis zu 6 Elektronen aufnehmen) und Aufnahme von elektropositiven Alkalimetallen entstehen binäre, MnC60 (M = Na, K, Rb, Cs; n = 2–6) und ternäre Salze (z.B. RbCs2C60), die als Interkalationsverbindungen vorliegen, bei denen die Metallionen die Lücken des kubisch-flächenzentrierten Fulleren-Gitters besetzen.

Fullerane: entstehen durch Hydrierung (z.B. C60H2, C60H4 oder C60H36).

Fullerite: kristalline Form der Fullerene.

endohedrale Fullerene: Fullerengrundstrukturen mit eingeschlossenen Atomen und Molekülen (Einschlußverbindungen), z.B. Einschluß von Edelgasatomen (durch Beschuß von He- und Ne-Gas mit C60-Fulleren-Kationen), von Bleiatomen (in Bucky-Tubes), von 2 oder mehreren Atomen (z.B. La2C82 und Sc3C60), sowie kleiner Moleküle wie Methan, Ethan oder Ethen.

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