في عام 1985 تم اكتشاف الفلورينات الجزيئات السحرية التى احدثت تحولًا شاملًا في مجالات علم الكيميا .
من المعروف ان العناصر لها اكثر من شكل فيما يعرف بظاهرة التآصل اى ان الجزيئات تكون من نفس ذرات المادة وتختلف في طريقة ارتباط هذه الذرات ببعضها البعض يؤدى ذلك الى اختلاف في الصفات الكيميائية والفيزيائية لهذه الأشكال فعلى سبيل المثال عنصر الكربون له شكلان آخران معروفان :
اولهما الالماس حيث يتشكل في ثلاث متجهات كل منهم يتكون من الكربون ويكون هرما رباعى الاوجه .
والآخر الجرافيت ويتكون من صفائح او طبقات مكدسة فوق بعضها البعض فى شكل ثنائي الابعاد ليكون حلقات سداسية من الكربون .
وجد العلماء مصادفة شكلا ثالثا للكربون وهو الفلرين وكان اكتشاف صورة ثالثة لمركب الكربون مفاجاة مذهلة لمعظم العلماء .
خلال الفترة من 1985-1990 كان كروتو وهو استاذ جامعى فى (the University of Sussex, Brighton, England-جامعة ساسكس، برايتون، إنجلترا) يعمل مع الزملاء فى المختبر، وكان يستخدم تقنيات المطياف ذو الموجات القصيرة لتحليل أطياف سلاسل الكربون. على الجانب الاخر في (Rice University, Houston, Texas- جامعة رايز الأمريكية في ولاية تكساس) كان يعمل العالم سمايلى على تجارب لدراسة العناقيد الذرية بجهاز يعمل بأشعة الليزر والموجات فوق الصوتية ، والتي تولد طاقة حرارية عالية جدا موفرة ظروفا مخبرية تشبه ” الفرن الكوني ” حيث يعمل الجهاز على تبخير اى مادة الى بلازما من الذرات واستخدامها بعد ذلك لدراسة التجمعات الناتجة (تجمعات من عشرات وعشرات الذرات) . وقد اقترح عليهم كروتو دراسة عنصر الكربون ومركباته ذات السلسلة الطويلة والموجودة في الفضاء الخارجي بين النجوم وهي ما تُعرف باسم العمالقة الحمراء red giant star… في سبتمبر 1985 في جامعة رايس، (Kroto, Smalley, and Curl and their student coworkers James Heath, Yuan Liu, and Sean O’Brien – كروتو، سمالي، وكارل وزملاء العمل طلابهم جيمس هيث، يوان ليو، وشون اوبراين) ، استخداموا جهاز سمالي لمحاكاة الكيمياء في الغلاف الجوي من النجوم العملاقة من خلال استخدام الليزر لتبخير اقطاب الجرافيت فى جو من غاز الهيليوم حصل العلماء على جزيئات C- 60 و C- 70 أي يتكون البعض منها من 60 ذرة كربون متحدة مع بعضها البعض وأخرى تتكون من 70 ذرة كربون ) على شكل قفص؛ وُجد انه جزيء ذو غطاء مغلق وثابت من ذرات الكربون تبين أنه يشبه إلى حد بعيد كرة القدم المجوفة ، حيث تكون كل ذرة كربون مركز اتصال بين شكل خماسي وشكلين سداسيين ترتبط بروابط احادية وثنائية وتنفصل عن بعضها البعض بابعاد متساوية ، ولتحتوي الكرة بالتالي على اثني عشر وجها خماسي الأضلاع ، موزعة على عشرين وجها سداسيا ، ويفصل بين ذرات الكربون مسافات ذات أبعاد متساوية الطول ، أما الكربون سبعين C- 70 فهو يشبه كرة الركبي إلى درجة كبيرة ويتكون من خمسة وعشرين وجها سداسيا ونظرًا للتشابه الكبير بين هذه المركبات و(geodesic dome-بنايات جيوديسي) التي ابتكرها وصممها ( the American architect R. Buckminster Fuller- المهندس المعماري بكمينستر فولر ) أطلق عليها اسم (كرات بوكى – buckyball)
في ربيع عام 1991، تمكّن الكيميائيون لأول مرة من التقاط صورة لجزيء كرة باكي، بواسطة الأشعة السينية، وبمساعدة الكمبيوتر. واتضح من تركيبه البلوري كيفية ترتيب الـ 60 ذرة كربون به، والتركيبات الخماسية والسداسية المتجاورة، كما تأكد شكله الهندسي الكروي الذي يتصف بصلابة غير عادية.
في عام 1960 حصل الثلاثى على جائزة نوبل لجهودهم الرائدة فى اكتشاف الفلورينات وقد أدى اكتشافهم لفهم سلوك المواد ، وفتحت فصلا جديدا تماما من علم النانو وتكنولوجيا النانو .
- استخدامات الفلورينات : تتعدد استخدامات الفلورينات فمنها
كمواد مضادة للاكسدة والمستحضرات الحيوية
تعقد الفلورينات وعدًا هامًا في التطبيقات الصحية والرعاية الشخصية .
شركات الأدوية الكبرى تعقد على دراسة استخدام الفلورينفي السيطرة على الامراض العصبية مثل مرض الزهايمر.
كما تعمل الفلورينات كأدوية لتصلب الشرايين، ومضادة للفيروسات؛ يحاول الباحثون إلى تعديل كرة بوكي لاحتواء الجزء من فيروس HIV الذى يرتبط بالبروتين، وربما منع انتشار الفيروس.
قد تكون قادرة على الحد من نمو البكتيريا في الأنابيب والأغشية في أنظمة المياه .
ويمكن استخدام بوكي لتخزين الهيدروجين، ربما على شكل خزان الوقود لامداد السيارات بالطاقة.
إمكانية استخدام هذه الكرات لحمل بعض المجموعات الوظيفية كالهيدروكسيل والكاربوكسيل لإنتاج مركبات جديدة ذات مواصفات واستخدامات متعددة
ونظرا لصلابتها العالية فهى مؤهلة للدخول فى تركيب الالات الصناعية الضخمة
ووجد العلماء حديثا طريقة لاستخدام هذه الجزيئات الكربونية الضخمة، كأقفاص لاقتناص ذرات بعض العناصر- كالهليوم- ومن ثم تستخدم كمتتبعات كيميائية رائعة، لمراقبة انتشار المواد الملوثة من نقطة تفريغها في أحد الأنهار. .
الفلورينات مثال الفوليرين الأسود يمكن أن تضاف إلى هياكل بوليمرية لإنشاء بوليمرات جديدة مع خصائص فيزيائية وميكانيكية محددة.
عوامل مساعدة للتصوير بواسطة تقنية جهاز MRI .
يمكننا ان نقول انها تفتح امامنا طريقا واسعًا من الانجازات فى مجال الفلورينات و علوم النانو.
اعداد ومراجعة : Esraa Adel
تصميم: Ayman Samy
المصادر: http://sc.egyres.com/wdwqD
Structure, properties and applications of fullerenes
B.C. Yadavand Ritesh Kumar
Nanomaterials and Sensors Research Laboratory,
Department of Physics, University of Lucknow,
International Journal of Nanotechnology and Applications
وبالحديث عن الفلورينات
