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フラーレンはどのように準備されていますか?

Fullerenes、特に最も一般的な形態であるBuckminsterfullerene(C60)は、さまざまな方法で調製されています。一般的なテクニックの内訳は次のとおりです。

1。アーク放電方法:

*これは、フラーレンを準備するための最も伝統的で広く使用されている方法です。

*電動アークを使用して、ヘリウム大気中のグラファイト電極を蒸発させることを伴います。

*炭素蒸気は冷たい表面に凝縮し、フラーレンを含むすすのような堆積物を形成します。

*この方法では、Fullerenesの混合物が生成され、C60が最も豊富になります。

2。燃焼方法:

*この方法では、制御された酸素欠損環境でメタンやアセチレンなどの炭化水素を燃やすことが含まれます。

*不完全な燃焼プロセスは、フラーレンを含む炭素すすを生成します。

*フラーレンの収量は、通常、アーク放電法よりも低くなります。

3。レーザーアブレーション:

*高出力レーザービームは、不活性ガス雰囲気のグラファイトターゲットに焦点を合わせています。

*レーザーはグラファイトを蒸発させ、凝縮してフラーレンを形成する炭素種を含むプラズマを生成します。

*この方法は、アーク排出よりも高価ですが、フラーレン生産プロセスをより強力に制御できます。

4。化学蒸気堆積(CVD):

*この方法には、基板上の高温での炭化水素ガスの分解が含まれます。

*基質に堆積した炭素原子は、適切な条件下で染み液を形成することができます。

* CVDは、フラーレンフィルムの成長を可能にし、特定のフラーレン構造を合成するために使用できます。

5。ソリューションベースの合成:

*このアプローチには、フラーレンを合成するための溶液中の化学反応が含まれます。

*上記の方法よりも一般的ではありませんが、特定の特性を持つ官能化フラーレンの合成が可能になります。

抽出と精製:

フラーレンが生成されると、すすまたは他の反応生成物から抽出および精製する必要があります。一般的な方法は次のとおりです。

* 溶媒抽出: フラーレンは特定の溶媒に選択的に溶解し、他の成分を残します。

* クロマトグラフィー分離: 異なるタイプのフラーレンは、クロマトグラフィー技術を使用して、異なる極性とサイズに基づいて分離されています。

* 昇華: フラーレンは、減圧下でそれらを加熱することで精製することができ、それらを崇高にし、別のチャンバーに凝縮し​​ます。

課題と将来の方向性:

* Fullerenesの生産は、特に大規模なアプリケーションにとって、依然として困難な作業です。

*研究の取り組みは、より効率的で費用対効果の高い合成方法の開発に焦点を当てています。

*材料科学、医学、エレクトロニクスなどの分野での新しいフラーレン構造とその潜在的な用途の調査は、研究の積極的な分野です。

これらは、フラーレンを準備するために使用される方法のほんの一部です。採用されている特定の方法は、フラーレン製品の目的の純度、量、および特性に依存します。

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