Фуллер что это такое
Фуллер
Фу́ллер (англ. Fuller ) — английская фамилия.
См. также
 | Список статей об однофамильцах. Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, возможно, стоит уточнить ссылку так, чтобы она указывала на статью о конкретном человеке. См. также полный список существующих статей. |
Полезное
Смотреть что такое «Фуллер» в других словарях:
Фуллер Р. Б. — Ричард Бакминстер Фуллер Richard Buckminster Fuller Buckminster Fuller Дата рождения: 12 июля 1895 Дата смерти: 1 июля 1983 Гражданство … Википедия
Фуллер Р. — Ричард Бакминстер Фуллер Richard Buckminster Fuller Buckminster Fuller Дата рождения: 12 июля 1895 Дата смерти: 1 июля 1983 Гражданство … Википедия
Фуллер Л. — ФУ́ЛЛЕР (Fuller) Лои (наст. имя Мария Луиза) (22.1.1862, Фуллерсберг, Иллинойс, 21.1.1928, Париж), амер. танцовщица. Дебютировала как драматич. актриса в Чикаго (1878). Затем выступала с танц. импровизацией на муз. К. В. Глюка, Л.… … Балет. Энциклопедия
Фуллер — I Фуллер (Fuller) Джон Фредерик Чарлз (1.9.1878, Чичестер, 10.2.1966, Фалмут), английский военный историк и теоретик, генерал майор (1930). Участник англо бурской войны 1899 1902 и 1 й мировой войны 1914 18. Окончил академию Генштаба,… … Большая советская энциклопедия
Фуллер Д. Ф. Ч. — ФУ́ЛЛЕР (Fuller) Джон Фредерик Чарлз (18781966), англ. воен. историк и теоретик, ген. майор (1930). Участник англо бурской войны 18991902 и 1 й мир. войны. В 192633 пом. нач. Генштаба. На основе опыта 1 й мир. войны разработал… … Биографический словарь
Фуллер Р. Б. — ФУ́ЛЛЕР Ричард Бакминстер (18951983), амер. архитектор, инженер, дизайнер. Автор теории тотального дизайна коренного переустройства жизненной среды средствами функционально ориентированной архитектуры. Разработал лёгкие и прочные… … Биографический словарь
Фуллер Тори — Фуллер Тори, Эдвин Эдвин Фуллер Тори (англ. Edwin Fuller Torrey), доктор медицины (родился 6 сентября 1937, Ютика, Нью Йорк) американский психиатр, исследователь механизмов шизофрении, директор распорядитель Института Медицинских Исследований… … Википедия
Фуллер Мейтленд — Фуллер Мейтленд, Джон Александр Джон Александр Фуллер Мейтленд (англ. John Alexander Fuller Maitland; 7 апреля 1856, Лондон 30 марта 1936, Карнфорт) британский музыкальный критик и музыковед. Окончил Кембриджский университет, учился также у… … Википедия
Фуллерены: неожиданные биологические свойства углеродных наночастиц
Может ли протон проникнуть внутрь углеродной сферы? Этот вопрос стал «краеугольным камнем» новой гипотезы.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Поиск соединений, способных продлить жизнь и отодвинуть старость — одна из самых актуальных задач современной науки. Сообщение о том, что исследователям из Франции удалось добиться почти двукратного увеличения продолжительности жизни экспериментальных животных при помощи фуллеренов (наночастиц углеродной природы), заставило ученых задуматься над молекулярными механизмами подобного эффекта. Эта статья повествует о компьютерном моделировании возможных механизмов биологической активности фуллеренов и о первых попытках подтвердить полученные модели в биологических экспериментах.
Конкурс «био/мол/текст»-2013
Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2013 в номинации «Своя работа».
Спонсор конкурса — дальновидная компания Thermo Fisher Scientific. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.
Мячи для нанофутболистов
Фуллерены — это довольно необычный класс молекул, представляющих собой одну из форм существования углерода (так называемых аллотропных модификаций). Всем известные алмаз и графит — тоже не что иное, как разные аллотропные формы углерода, однако в структуре алмаза атомы углерода собраны в тетраэдры, графит состоит из плоских слоев, образованных шестиугольниками, ну а фуллерены — это шарообразные молекулы с замкнутой поверхностью. Самый простой из фуллеренов содержит 60 атомов углерода и удивительным образом напоминает по своей структуре футбольный мяч: его поверхность образована чередующимися пяти- и шестиугольниками, причем размер этого «мяча» составляет всего 1 нм (нанометр).
Рисунок 1. Молекула фуллерена очень похожа на футбольный мяч, только забивать им голы сможет лишь футболист наноскопического размера
Открытие фуллеренов — один из ярких примеров прогностической мощи науки: еще в 70-е годы XX века были сделаны теоретические квантово-химические расчеты, предсказывающие существование подобных молекул, однако лишь в 1985 году их впервые обнаружили при исследовании паров графита после его лазерного облучения [1]. Позднее фуллерены были найдены и в природных минералах — особняком здесь стоит такой камень, как шунгит [2]. А недавно выяснилось, что эти углеродные «шарики» встречаются даже в космических туманностях [3].
Физики и химики нашли фуллеренам множество применений: их используют при синтезе новых соединений в оптике и при производстве проводников. О биологических же свойствах фуллеренов долгое время поступали неоднозначные данные: биологи то объявляли их токсичными [4], то обнаруживали антиоксидантные свойства фуллеренов и предлагали использовать их в лечении таких серьезных заболеваний, как бронхиальная астма [5].
Крысы-долгожители
В 2012 году увидела свет публикация, которая привлекла внимание геронтологов — специалистов, работающих над проблемами старения. В этой работе Тарек Баати и соавторы [6] продемонстрировали впечатляющие результаты — крысы, которых кормили суспензией фуллеренов в оливковом масле, жили вдвое дольше обычных, и, к тому же, демонстрировали повышенную устойчивость к действию токсических факторов (таких как четыреххлористый углерод). Токсичность этого соединения обусловлена его способностью генерировать активные формы кислорода (АФК) [7], а значит, биологические эффекты фуллеренов, скорее всего, можно объяснить их антиоксидантными свойствами (способностью «перехватывать» и дезактивировать АФК).
Связь активных форм кислорода с процессами, происходящими при старении, в настоящее время уже практически не подвергается сомнению. С 60-х годов ХХ века, когда была сформулирована свободнорадикальная теория старения [9], и до настоящего времени объем данных, подтверждающих такую точку зрения, только накапливается. Однако до сих пор ни один антиоксидант — ни природный, ни синтетический — не давал столь поразительного увеличения продолжительности жизни экспериментальных животных, как в опытах Баати и коллег. Даже специально сконструированные коллективом под руководством академика Скулачева антиоксиданты «адресного действия» — так называемые «ионы Скулачева», или соединения ряда SkQ, — демонстрировали менее значительные эффекты [10].
Эти вещества представляют собой липофильные положительно заряженные молекулы с присоединенным антиоксидантным «хвостом», которые благодаря своей структуре способны накапливаться в митохондриях (именно в этих органоидах эукариотических клеток происходит генерация активных форм кислорода). Однако соединения ряда SkQ продлевали жизнь подопытных мышей в среднем всего на 30%.
Рисунок 2. Продление жизни подопытных мышей. Слева — мышь, старение которой замедлено благодаря приему «ионов Скулачева», справа — мышь из контрольной группы.
Почему же фуллерены оказались столь эффективными в борьбе со старением?
Задавшись этим вопросом, мы стали рассматривать возможность существования дополнительного механизма биологического действия фуллеренов — кроме уже известного антиоксидантного. Подсказка обнаружилась при изучении одного из соединений ряда SkQ—SkQR1, содержащего остаток родамина. Это соединение относится к группе протонофоров — молекул, способных переносить протоны из межмембранного пространства через мембрану в матрикс митохондрии, снижая, таким образом, трансмембранный потенциал (Δψ). Как известно, именно этот потенциал, существующий благодаря разнице в содержании протонов по разные стороны мембраны, и обеспечивает выработку энергии в клетке. Однако он же и является источником генерации АФК. В сущности, активные формы кислорода здесь сродни «токсическим отходам» при производстве энергии. Хотя они имеют и ряд полезных функций [12], в основном АФК — источник повреждения ДНК, липидов и многих внутриклеточных структур.
Есть сведения, что некоторое снижение митохондриального трансмембранного потенциала может быть полезным для клеток [13]. Снижение его всего на 10% приводит к уменьшению продукции АФК в 10 раз [14]! Существуют так называемые «мягкие разобщители», повышающие протонную проводимость мембран, в результате чего происходит «разобщение» дыхания и фосфорилирования АТФ [15].
Пожалуй, самый известный «разобщитель» — DNF, или 2,4-динитрофенол (рис. 3а и 3б). В 30-е годы ХХ века им очень активно пользовались при лечении ожирения. Собственно, динитрофенол — первый «жиросжигатель», использовавшийся в официальной медицине. Под его действием клетка переключается на альтернативный путь метаболизма, запуская «сжигание» жиров, а получаемая клеткой энергия не запасается в АТФ, как обычно, а излучается в виде тепла.
Рисунок 3а. Схема строения митохондрии
Рисунок 3б. Перенос протонов органическими кислотами — «мягкими разобщителями» (слева) — и динитрофенол — самый известный из «разобщителей» (справа)
Поиск легких способов похудения будет актуален всегда, пока представители Homo Sapiens будут беспокоиться о своем внешнем виде; однако для нашего исследования более интересен тот факт, что подобные «мягкие разобщители» снижают выработку АФК и в небольших дозах могут способствовать продлению жизни [16].
Возникает вопрос — а могут ли фуллерены, кроме антиоксидантных свойств, проявлять еще и свойства «переносчиков» протонов, действуя, таким образом, сразу с двух сторон? Ведь шарообразная молекула фуллерена — полая изнутри, а значит, в ней вполне могут уместиться небольшие частицы — такие как протоны.
Моделирование in silico: что сделали физики
Для проверки этой гипотезы коллективом НОЦ «Наноразмерная структура вещества» были выполнены сложные расчеты. Как и в истории с открытием фуллерена, в нашем исследовании компьютерное моделирование предшествовало экспериментам. Моделирование возможности проникновения протона в фуллерен и распределения заряда в такой системе производилось на основе теории функционала плотности (DFT). Это широко используемый инструмент квантово-химических расчетов, позволяющий вычислять свойства молекул с высокой точностью.
При моделировании один или несколько протонов помещали вне фуллерена, а затем производился расчет наиболее оптимальной конфигурации — такой, при которой полная энергия системы будет минимальной. Результаты расчетов показали: протоны могут проникать внутрь фуллерена! Оказалось, внутри молекулы C60 может накапливаться до шести протонов одновременно, а вот седьмой и последующие уже не смогут проникнуть внутрь и будут отталкиваться — дело в том, что «заряженный» протонами фуллерен приобретает положительный заряд (а, как известно, одноименно заряженные частицы отталкиваются).
Происходит это потому, что проникающие внутрь фуллеренового «шарика» протоны оттягивают на себя электронные облака атомов углерода, что приводит к перераспределению заряда в системе «протоны+фуллерен». Чем больше протонов проникает внутрь, тем сильнее положительный заряд на поверхности фуллерена, тогда как протоны, напротив, все сильнее приближаются к нейтральным значениям. Эту закономерность можно проследить и на рисунке 4: когда количество протонов внутри сферы превышает 4, они становятся нейтральными (желто-оранжевый цвет), ну а поверхность фуллерена всё сильнее «синеет».
Рисунок 4. Распределение положительного заряда внутри системы «фуллерен+протоны». Слева направо: два, четыре или шесть протонов внутри фуллерена. Цветом обозначено распределение заряда: от нейтрального (красный) до слабоположительного (синий).
Вначале расчеты были выполнены только в системе «фуллерен+протоны» (без учета влияния других молекул). Но ведь в клетке фуллерен находится не в вакууме, а в водной среде, заполненной множеством соединений разной степени сложности. Поэтому на следующем этапе моделирования физики добавили к системе 47 молекул воды, окружающих фуллерен, и проверили, не повлияет ли их присутствие на взаимодействие с протонами. Однако и в присутствии воды модель действовала успешно.
Биологи подтверждают гипотезу?
Известие о том, что фуллерены могут адсорбировать протоны, да еще и приобретают при этом положительный заряд, вдохновило биологов. Похоже, что эти уникальные молекулы и вправду действуют сразу несколькими путями: инактивируют активные формы кислорода (в частности, гидроксильные радикалы, присоединяя их по многочисленным двойным связям [17]), адресно накапливаются в митохондриях благодаря своим липофильным свойствам [18] и приобретенному положительному заряду, и, вдобавок ко всему, снижают трансмембранный потенциал, перенося протоны внутрь митохондрий, подобно другим «мягким разобщителям» дыхания и окислительного фосфорилирования.
Для изучения антиоксидантных свойств фуллеренов мы использовали систему экспресс-тестов на основе биолюминесцентных бактериальных биосенсоров. Биосенсоры в данном случае — генетически-модифицированные бактерии, способные улавливать повышение внутриклеточной генерации АФК и «сигнализировать» об этом исследователям. При создании биосенсоров в генóм одного из безвредных штаммов кишечной палочки Escherichia coli вводится искусственная конструкция, состоящая из генов люминесценции (свечения), поставленных под контроль специфических промоторов — регуляторных элементов, «включающихся» при повышении внутриклеточной генерации активных форм кислорода, или же при действии иных стресс-факторов — например, при повреждении ДНК. Стоит начать действовать на клетку таким стресс-фактором — бактерия начинает светиться, и по уровню этого свечения можно с достаточной точностью определить уровень повреждений.
Рисунок 5. Светящиеся бактерии на чашке Петри (слева) и принцип действия биосенсоров (справа)
Такие модифицированные штаммы разрабатываются в ГосНИИ Генетики [19] и широко применяются в генетической токсикологии [20] при изучении механизмов действия излучений и окислительного стресса [21], действия антиоксидантов (в частности, SkQ1 [22]), а также для поиска новых перспективных антиоксидантов среди синтезируемых химиками веществ [23].
В нашем случае использование именно бактериальной модели обусловлено следующим: бактерии, как известно, относятся к прокариотам, и клетки их устроены проще, чем эукариотические. Процессы, происходящие в мембране митохондрий эукариот, у прокариот реализуются прямо в клеточной мембране; в этом смысле бактерии — «сами себе митохондрии». (Удивительное сходство строения этих органелл с бактериями даже послужило в свое время основой для так называемой симбиотической теории происхождения эукариот [24].) Следовательно, для изучения процессов, происходящих в митохондриях, подобная модель вполне подходит.
Первые же результаты показали, что водная суспензия фуллерена C60, для более эффективного растворения обработанная ультразвуком, при добавлении к культуре биосенсоров увеличивала их устойчивость к повреждению ДНК активными формами кислорода. Уровень таких повреждений в опыте был на 50–60% ниже, чем в контроле.
Кроме того, было зафиксировано снижение уровня спонтанной продукции супероксид-анион-радикала в клетках SoxS-lux штамма при добавлении суспензии C60. Особенностью этого штамма как раз и является связь уровня его свечения с количеством супероксид-анион-радикала. Именно такого эффекта следует ожидать от соединения, действующего по принципу «мягких разобщителей» — если снижается трансмембранный потенциал, то и АФК (в частности, супероксид) будут вырабатываться в меньших количествах.
Полученные результаты, конечно, весьма предварительны, и работы еще продолжаются, именно поэтому в подзаголовке данного раздела и стоит вопросительный знак. Время покажет, сможем ли мы со временем заменить его на уверенный восклицательный. Ясно одно — в ближайшее время фуллерены неизбежно окажутся в фокусе внимания научных коллективов, изучающих проблемы старения и занимающихся поиском геропротекторов — веществ, замедляющих старение. И кто знает, не станут ли эти крохотные «шарики» надеждой на продление столь короткой пока человеческой жизни?
Работа проводилась в лаборатории экспериментального мутагенеза и лаборатории промышленных микроорганизмов НИИ биологии ЮФУ, а также в НОЦ «Наноразмерная структура вещества», ЮФУ, под руководством проф. А.В. Солдатова. Основные результаты моделирования системы «фуллерен+протоны» и биологические эффекты описаны, соответственно, в работах [25], [26].
Значение слова фуллер
фуллер в словаре кроссвордиста
фуллер
Энциклопедический словарь, 1998 г.
ФУЛЛЕР (Fuller) Джон Фредерик Чарлз (1878-1966) английский военный историк и теоретик, генерал-майор (1930). Автор теории «малых армий», согласно которой победа в войне может быть достигнута немногочисленными, технически высоко оснащенными армиями. Труды по истории 2-й мировой войны.
ФУЛЛЕР (Fuller) Маргарет (1810-50) американская писательница и журналистка. Принадлежала к кругу трансценденталистов (см. Трансцендентализм). Перевод «Разговоров с Гете» И. П. Эккермана (1839). Книги «Женщины XIX столетия», «Статьи о литературе и искусстве» (обе 1845).
ФУЛЛЕР (Fuller) Рой (р. 1912) английский поэт и прозаик. Книги стихов «Середина войны» (1942), «Дубликаты» (1954), «Воробьиное царство» (1980). Роман «Комедия с моим отцом» (1961). Стихи для детей.
Большая Советская Энциклопедия
Имена, названия, словосочетания и фразы содержащие «фуллер»:
Википедия
Фу́ллер — английская фамилия.
Примеры употребления слова фуллер в литературе.
Однако характеристика великого поэта и драматурга как человека малообразованного свидетельствует о весьма поверхностном знакомстве самого Фуллера с поэтическими и драматургическими произведениями Шекспира, в которых впоследствии более внимательные и эрудированные исследователи обнаружили несомненные и многочисленные следы уникальной образованности, глубокой культуры их автора.
Эмерсон, Маргарет Фуллер и Торо, не приняли участия в фурьеристском эксперименте.
Глубокая Периферия 18 июля 3058 года Острая боль пробудила Джейка Фуллера от страшного сна, и он медленно, неохотно пришел в себя.
В своих мемуарах Фуллер описывает изобретение серпантинного танца так, как если бы речь шла о неком научном открытии.
Фуллер понимает изобретение ею серпантинного танца именно как результат такого гипнотического резонирования.
Как сказал Бакминстер Фуллер, слишком узкая специализация ведет к вымиранию.
В этом смысле танец Фуллер откровенней и наглядней выражает парадоксы репрезентации, которым причастен и кинематограф.
Посредственности вроде Уиллиса, Маргарет Фуллер или миссис Эмбери, равно как и их ныне забытые опусы, по справедливости получили то, чего заслуживали.
Источник: библиотека Максима Мошкова
Транслитерация: fuller
Задом наперед читается как: реллуф
Фуллер состоит из 6 букв
Мячи и трубки, или Что такое фуллерены
Фуллерены — чуть ли не самые известные и необычные вещества из открытых в конце XX века. Мы попытаемся рассказать о том, чем они известны и почему необычны.
Два предисловия
История первая. В 1967 году посетителей Всемирной выставки в Монреале поразил павильон США — здание в форме сферы, собранной из множества треугольников. Его архитектором был изобретатель Ричард Бакминстер Фуллер. Благодаря ему такие купола скоро стали популярными по всему миру — когда-то можно было видеть одну из построек Фуллера и в московском парке «Сокольники». Эти сооружения прочны, легко собираются, хорошо подходят для строительства в ветреных местностях, да и просто красивы. Кстати, похожие конструкции, только поменьше и попроще, есть и на многих детских площадках.
История вторая. В сентябре 1985 года в Техас приехал британский учёный Харольд Крото. Он изучал химические процессы в атмосфере некоторых звёзд и узнал, что в Техасском университете Райса у профессора Ричарда Смолли есть установка, позволяющая исследовать кластеры (скопления) атомов. Крото, Смолли и их соавтор Роберт Кёрл решили попробовать, не получится ли на этой установке что-нибудь похожее на результаты «звёздных» наблюдений. Взяли графит — всем известный материал карандашного грифеля. Испарили его с помощью лазера, охладили пары и проанализировали. Исследование казалось рядовым, никто и представить не мог, что эти дни изменят не только современную астрономию, но и физику, химию, науку о материалах и даже медицину.
Чтобы понять, какова связь между этими историями и при чём тут фуллерены, понадобится немножко химии и даже математики.
Что можно построить из углерода?
Жизнь на Земле устроена так, что главный химический элемент в ней — углерод. Именно он — основа всех биологических молекул. Но в них есть и другие атомы — водород, кислород, азот. А вот какими могут быть структуры, где нет ничего, кроме углерода?
Издавна известны две кристаллические формы углерода — алмаз и графит. В кристаллах алмаза (рис. 1) каждый атом образует одинаковые связи с четырьмя соседями, и получается очень твёрдая и устойчивая структура. В графите (рис. 2) атомы расположены слоями, слабо связанными между собой. Поэтому-то мы и можем писать графитовыми карандашами — при нажатии часть слоёв остаётся на бумаге.
Оказывается, есть и другие формы углерода. В 60-е годы XX века химики получили карбин — в нём углеродные атомы располагаются в виде линейных цепочек. Примерно тогда же был открыт лонсдейлит — немного изменённый алмаз. А вот отдельная молекула из нескольких десятков атомов углерода казалась продуктом фантазии.
Правда, у некоторых учёных эти фантазии всё же возникали. Ещё в 70-е годы XX века японский исследователь Осава предсказал, что такие молекулы возможны. Но его статью (на японском!) не прочли ни в Европе, ни в Америке. А советские учёные провели теоретические расчёты для воображаемой молекулы из 60 атомов — но статья на русском языке вновь не привлекла внимания. И сейчас споры «кто был первым» так же абстрактны, как споры об открытии Америки: всё равно для европейцев её открыл Колумб, а фуллереновый «материк» для нас открыли Крото, Смолли и Кёрл.
Поставив эксперимент, эти учёные обнаружили, что из паров графита в небольших количествах образуются неизвестные вещества. В основном — вещество, молекула которого состоит (это легко установить) ровно из 60 атомов углерода. Но не было прямых данных о том, как устроена эта молекула. Её надо было придумать.
Молекула из 60 атомов — хоть и самый известный, но не единственный фуллерен. Есть целое семейство похожих молекул. Уже в первых опытах было обнаружено и вещество, молекула которого состоит из 70 атомов углерода. Зная про футбольный мяч, придумать возможные варианты здесь было уже проще: достаточно вставить по экватору «поясок» из 10 дополнительных атомов. Только мяч выйдет немного вытянутым — как для регби (рис. 4).
Дальше дело пошло быстро. Через пять лет после открытия фуллеренов их научились получать в достаточно больших количествах — несколько граммов. Открыли фуллерены с самыми разными количествами атомов углерода. Исследовали их свойства. Нашли их следы в природе — оказывается, они образуются при горении природного газа и разрядах молний. И, наконец, круг замкнулся — фуллерены, открытие которых началось с космических исследований, действительно были обнаружены и в космосе.
Фуллерены как многогранники
Не только химики, но и математики любят фуллерены — это примеры красивых многогранников, для которых можно делать разные расчёты. Для математика молекула бакминстерфуллерена — это усечённый икосаэдр (рис. 5), грани которого — правильные пятиугольники и почти правильные шестиугольники. Из каждой из 60 вершин выходит по три ребра, поэтому общее число рёбер — 60 · 3/2 = 90. А число граней можно найти по формуле Эйлера В − Р + Г = 2, где В, Р и Г — соответственно числа вершин, рёбер и граней. Получаем 32 грани, из них 12 пятиугольников и 20 шестиугольников.
У других фуллеренов в каждой вершине тоже сходится по три ребра и тоже есть только пятиугольные и шестиугольные грани. Но может быть другое число вершин — поэтому будут другие числа рёбер и граней. Однако можно доказать, что пятиугольных граней всегда будет ровно 12 — попробуйте это сделать.
Самый «маленький» фуллерен содержит 20 атомов углерода и имеет форму додекаэдра, то есть у него только пятиугольные грани. Правда, такая молекула химически малоустойчива и в природе не встречается. Фуллеренов из нечётного числа атомов не существует (подумайте, почему). Оказывается, нет и фуллеренов из 22 атомов. Из 24 атомов — всего один, из 26 — тоже один. А дальше их число растёт очень быстро: ведь пятиугольные и шестиугольные грани могут располагаться как угодно, не обязательно симметрично. Компьютерные расчёты дают, например, 40 вариантов для 40 атомов, 1812 для 60 атомов и почти 300 тысяч для 100 атомов. Конечно, далеко не все эти молекулы получены химиками, да это и не нужно.
Другие формы
Почему бы не попытаться делать молекулы не в виде шариков, а виде длинных трубок из шестиугольников? Такие структуры назвали нанотрубками. «Нано-» — потому что их диаметр порядка нанометра, то есть одной миллиардной доли метра. А вот длина может быть очень большой, до миллиметров и даже сантиметров.
Дальше — больше. Трубки можно вкладывать друг в друга — тогда говорят о многостенных нанотрубках типа «матрёшек». Можно сделать многостенную трубку и по-другому — в форме свитка. Можно снаружи насадить шарик-фуллерен на стенку трубки — такой вырост называют почкой, а можно вложить несколько молекул фуллеренов внутрь трубки, и эта структура, конечно, называется стручком. Можно поместить один фуллереновый шарик внутрь другого и третьего — это нанолуковица. Можно внутри шарика или трубки расположить «начинку» из других атомов (это, в частности, очень важно для медиков, так как помогает доставлять лекарственную начинку в нужное место организма). И чем дальше, тем больше идей.
А если представить себе нанотрубку, которую разрезали вдоль стенки и расправили на плоскости? Получится структура из шестиугольников, похожая на один слой атомов в графите. Такой материал из одного «графитового» слоя существует, он был открыт не так давно и назван графеном. Но это уже другая история.
Это всё хорошо, а где же польза?
Добавки фуллеренов в чугун, сталь, полупроводники, керамику, полимеры улучшают характеристики этих материалов или придают им новые свойства. Постоянно появляются публикации о возможностях применения фуллеренов в медицине — от ранозаживляющих повязок до средств против СПИДа и опухолей (но, к сожалению, пока мы далеко не всё знаем об их воздействии на организм и о возможных рисках). А если говорить про нанотрубки, то это прежде всего сверхпрочные микроскопические стержни и нити. Вполне возможно, что когда-нибудь из них удастся сделать трос толщиной в волос, который будет удерживать груз в сотни килограммов. Есть и другие удивительные свойства: например, из нанотрубок создано самое чёрное из известных веществ — оно поглощает свет эффективнее, чем самый чёрный уголь. Уже сейчас нанотрубки включаются в состав сложнейших научных приборов, используются в микроэлектронике. Ежегодно появляются сотни изобретений и патентов.
Но технологии получения фуллеренов далеки от идеала. Так что пока фуллерены и нанотрубки в основном остаются материалами будущего, и хоть оно уже не за горами, самые интересные находки ещё впереди.
Художник Мария Усеинова
1. Почему в молекуле фуллерена всегда 12 пятиугольных граней?
2. Почему в молекуле фуллерена может быть только чётное число атомов?
Так как в каждой вершине сходятся три ребра, утроенное число вершин равно удвоенному числу рёбер, то есть чётно. Но тогда и само число вершин чётно.
* Говорят, что И. В. Станкевич — один из учёных, проводивших в 70-е годы XX века расчёты этой молекулы, — предсказал её из своих соображений: «22 здоровых мужика часами пинают футбольный мяч, и с ним ничего не делается. Молекула такой формы должна быть очень крепкой».