Fulereny – strategiczny wynalazek ludzkości

Fulereny to nowa odmiana alotropowa węgla w postaci wielościanów. Fuleren został przypadkowo odkryty przez astrofizyka Harolda Kroto w 1985 roku. Ta molekularna postać węgla jest kulista lub zbliżona do kulistej. Cząsteczka C 60 ma kształt piłki nożnej, a C 70 ma kształt piłki do rugby.

We wrześniu 1985 roku Harold Kroto, Robert Curl i Richard Smalley, badając widma masowe oparów grafitu, zaobserwowali piki odpowiadające masom 720 840 a.u. i przedstawił nową formułę węgla, nazywając go fulerenami, na cześć amerykańskiego architekta Buckminstera Fullera, który wykorzystuje kształt piłki nożnej w swoich budynkach i konstrukcjach architektonicznych.

Fulereny powstają w procesie odparowania grafitu i kondensacji powstałej sadzy w gazie obojętnym.

Naukowcy na całym świecie twierdząco deklarują, że węgiel jest strategicznym materiałem przyszłości. Odkrycie fulerenów jest podobne do odkrycia Ameryki przez Kolumba. W ciągu zaledwie kilku lat substancja ta zyskała reputację głównego budulca chemii organicznej. W rezultacie jego badania i zastosowania są tak popularne, że chemicy zaczęli uważać jego syntezę za rzecz oczywistą.

W przyszłości planuje się wykorzystanie fullerenu jako materiału nanostrukturalnego, takiego jak warstwy metal-fuleren osadzane w próżni.

Badając skład strukturalny, odporność chemiczną w środowisku kwaśnym i zasadowym, naukowcy doszli do wniosku, że możliwe jest zastosowanie materiałów zawierających fulereny w biomedycynie do powlekania endoprotez.

Fuleren jest już powszechnie stosowany jako składnik gojenia ran, preparatów przeciwoparzeniowych oraz jako sorbent zatruć chemicznych, a także w kosmetyce w środkach ochronnych przed promieniowaniem ultrafioletowym.

Japońscy naukowcy stworzyli niedawno lekarstwo na raka oparte na fulerenach. Nasi naukowcy również pracują w tym kierunku. W szczególności, aktywnie i wyprzedzając Zachód, grupa naukowców z Kazania i Czernogołówki doniosła o syntezie nowych pochodnych fulerenu przez grupy farmakoforowe, co daje nadzieję na wyleczenie ludzi z białaczki za pomocą substancji zawierających fuleren.

Zastosowanie fulerenów w medycynie jest bardzo szerokie jako składniki zawarte w dodatkach do żywności, przeciwutleniaczach, produktach kosmetycznych i profilaktycznych, preparatach homeopatycznych i innych lekach.

Polimery otrzymane na bazie fulerenu wyróżniają się wysoką odpornością na zużycie, wytrzymałością, a ponadto praktycznie nie przenoszą fal i promieniowania jakiejkolwiek natury.

Fulereny są wykorzystywane do syntezy metali i stopów o nowych właściwościach. Zaczynają być wykorzystywane jako podstawa do produkcji baterii. Baterie takie mogą służyć do zasilania komputerów osobistych i aparatów słuchowych.

Jest jeszcze jedno z wielu zastosowań cząsteczek węgla – dodatki w oleju samochodowym. Takie dodatki składają się w 80% z fulerenów, są szczególnie skuteczne podczas pracy silnika, ponieważ nie powodują deformacji elementów silnika ze względu na ich miniaturowe rozmiary i pozwalają zastąpić proces tarcia metali o siebie tarciem między elementami diamentowymi, co ułatwia proces tarcia kilka razy. Dodany do oleju silnikowego fuleren pomaga stworzyć idealny film olejowy na częściach silnika, kilkakrotnie mocniejszy niż konwencjonalny olej, przedłużając w ten sposób żywotność silnika.

Biorąc pod uwagę wszystko inne, że fulleren jest materiałem przyjaznym dla środowiska, który nie wydziela szkodliwych substancji podczas swojej produkcji i eksploatacji, zakres zastosowania będzie się tylko rozszerzał.

Jednak obecnie na rynku jest wciąż niewielu dostawców fulerenów. A na skalę przemysłową jest produkowany tylko przez kilka przedsiębiorstw za granicą i na Ukrainie.