Открытие фуллеренов

В тот же год Дэвид Джонс теоретически сконструировал замкнутые сфероидальные клетки из своеобразно свернутых нанографитовых слоев. Он показал, что внедряя объекты в гексагональную решетку обычного графита приводит к образованию сложной искривленной поверхности пятиугольника. В 1973 году впервые советские ученые Дмитрий Анатольевич Бочвар и Елена Григорьевна Гальперн и японский ученый Физик и химик-органик Эйджи Озава сделали первые теоретические расчеты молекулы фуллерена и доказали ее стабильность. Они предположили существование высокосимметричной молекулы С₆₀ имеющей структуру усеченного икосаэдра по форме похожий на футбольный мяч, и который сейчас называется фуллереном.

Взрывая лазерным пучком, мишень из графита и исследуя спектры паров графита, была обнаружена молекула фуллерена С₆₀. Как было показано грани фуллерена С₆₀ — это 20 почти идеальных правильных шестиугольников и 12 пятиугольников. В поздних экспериментах были получены фуллерены из 76, 78, 84, 90 и из нескольких сотен атомов углерода. Тогда ученым впервые удалось измерить объекты размером 1 нм.

Более чем через десять лет теоретические предсказания японца Э. Осава и советских ученых Д. А. Бочвар и Е. Г. Гальперн, нашли практическое подтверждение. В 1985 году коллектив ученых под руководством Ричарда Смолли (рис. 3) в составе английского астрофизика, химика Гарольда Крото из Сассекского университета, американских химиков Роберта Флойда Керла и Джеймса Хита и Шона О'Брайена в университете Раиса (США) получили новый класс соединений называемые фуллереном. Они были удостоены нобелевской премии в 1996 году. Они сделали открытие благодаря Г. Крото, который изучал лазерное испарение и масс-спектроскопию малых углеродных кластеров [18].

Рисунок 3. Лауреат Нобелевской премии Ричард Смолли, открыватель фуллеренов [19].

В 1968 году Альфред Чо и Джон Артур обосновали теоретическую возможность использования нанотехнологии для решения задач по обработке поверхностей с достижением атомной точности при создании электронных приборов.

В 1971 году Р. Янгом было предложена идея прибора, послужившего прообразом зондового микроскопа. Однако было недостаточно экономическое финансирование и поэтому работы над этим прибором были прекращены. Но все прошел еще год, и Янг, применив перемещающие устройства на базе пьезоэлектриков сумел сдвинуть в пространстве нанообъекты с точностью до 0,1 нм. Для разработки подобных устройств необходимы длительные сроки. В микромире наблюдение за атомарными структурами приводит к изменению их состояния и для этого требовались качественно новые подходы неразрушающего контроля.

По всему миру нанонаука постепенно решает прикладные задачи в области наномира и научные исследования стали находить широкое практическое применение в различных отраслях экономики.

Постепенно накопленные знания в нанонауке позволили кардинально изменить взгляды на ряд уникальных природных явлений. 1975 году немецкие ученые-ботаники Вильгельм Бартлотт и Кристоф Найнуйс из Боннского университета обнаружили явление самоочистки поверхностей некоторых растений «Лотос эффект» и что этот феномен протекает в наноструктурированных поверхностных областях.