Вуглецеві наноструктури: топологія, отримання, властивості

  • A. V. Michaylenko Київський національний університет імені Тараса Шевченка
  • S. Yu. Smyk Національний університет біоресурсів і природокористування України
  • Yu. A. Kunitskiy Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Анотація

Розглянуто особливості будови, методів побудови, кодування вуглецевих наносполук, механізмів утворення та фізико-хімічних властивостей фулеренів, нанотрубок і нанокілець. Подано правила конструювання вуглецевих наносполук, методи їх кодування як складних макромолекулярних систем. Описано механізми синтезу вуглецевих наносполук та експериментальні факти, що їх підтверджують, розглянуто їхні основні фізико-хімічні властивості.

Посилання

Kroto H.W., Heath J.R., O'Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. C60 Buckminster–Fullerene. // Nature. – 1985. – V. 318. – P. 162–163.

Krätschmer W., Lamb L.D., Fostiropoulos K., Huffman D.R. Solid C60: A new form of carbon. // Nature. – 1990. – V. 347. – P. 354–358.

Taylor R., Hare J.P., Abdul–Sada A.K., Kroto H.W. Isolation, separation and characterisation of the fullerenes С60 and C70: The third form of carbon // J.Chem.Soc., Chem.Commun. – 1990. – V. 20. – P. 1423–1425.

Ettl R., Chao I., Diederich F., Whetten R.L. Isolation of C76, a chiral (D 2) allotrope of carbon // Nature. – 1991. – V. 353. – P. 149–153.

Diederich F., Whetten R.L., Thilgen C., Ettl R., Chao I., Alvarez M. Fullerene isomerism: isolation of C2v,–C78 and D3–C78 // Science. – 1991. – V. 254. – P. 1768–1770.

Diederich F., Ettl R., Rubin Y., Whetten R.L., Beck R., Alvarez M., Anz S., Sensharma D., Wudl F., Khemani K.C., Koch A. The Higher Fullerenes: Isolation and Characterization of C76, C84, C90, C94, and C70, an Oxide of D5h–C70 // Science – 1991. – V. 252. – P. 548–551.

Kikuchi K., Nakahara N., Wakabayashi T., Honda M., Matsumiya H., Moriwaki T., Suzuki S., Shiromaru H., Saito K., Yamauchi K., Ikemoto I., Achiba Y. Isolation and identification of fullerene family: C76, C78, C82, C84, C90 and C96 // Chem. Phys. Lett. – 1992. – V. 188, N 3–4. – P. 177–180.

Jones E.H. Ariadne // New Scientist. – 1966. –V. 35. – P. 245.

Osawa E. Superaromaticity // Kagaku (Kyoto). – 1970. – V. 25. – P. 854–863.

Бочвар Д.А., Гальперн Е.Г. О гипотетических системах: карбододекаэдре, s–икосаэдре и карбо–s–икосаэдре // Докл. АН СССР. – 1973. – Т. 209, №3. – С. 610–612.

Davidson R.A. Spectral analysis of graphs by cyclic automorphism subgroups // Theor. Chim. Acta. – 1981. – V. 58. – P. 193–231.

Buseck P.R., Tsipursky S.J., Hettich R. Fullerenes from the Geological Environment // Science. – 1992. – V. 257. – P. 215–217.

Daly T.K., Buseck P.R., Williams P., Lewis C.F. Fullerenes from a fulgurite // Science. – 1993. – V. 259. – P. 1599–1601.

Jehlička J., Ozawa M., Slanina Z., [Obar]sawa E. fullerenes in solid bitumens from pillow lavas of precambrian age (MÍTOV, Bohemian Massif) // Full. Sci. Technol. – 2000. – V. 8. – P. 449–452.

Heymann D., Chibante L.P.F., Brooks R.R., Wolbach W.S., Smalley R.E. Fullerenes in the cretaceous–tertiary boundary layer // Science. – 1994. – V. 265. – P. 645–647.

Becker L., Bada J.L., Winans R.E., Bunch T.E. Fullerenes in Allende meteorite // Nature. – 1994. – V. 372. – P. 507.

Becker L., Bunch T.E., Allamandolla L.J. Higher fullerenes in the Allende meteorite // Nature – 1999. – V. 400 – P. 227–228.

Becker L., Bunch T.E. Fullerenes, fulleranes and polycyclic aromatic hydrocarbons in the Allende meteorite // Meteoritic and Planetary Sciences. – 1997. – V. 32. – P. 479–487.

Becker L., Poreda R.J., Bada J.L. Extraterrestrial helium trapped in fullerenes in the sudbury impact structure // Science. – 1996. – V. 272. – P. 249–252.

Penrose R. Shadows of the mind: A search for the missing science of consciousness. – Oxford University Press, 1994. – 480 p.

Корнилов М.Ю. Нужен трубчатый углерод // Химия и жизнь. – 1985. – №8. – С. 22–23.

Martel R., Shea H.R., Avouris Ph. Rings of single–walled carbon nanotubes // Nature. – 1999. – V. 398. – P. 299.

Соколов В.И., Станкевич И.В. Фуллерены – новые аллотропные формы углерода: структура, электронное строение и химические свойства // Успехи химии. – 1993. – Т. 62, № 5. – С. 455–470.

Klein D.J., Seitz W.A., Schmalz T.G. Icosahedral symmetry carbon cage molecules // Nature. – 1986. – V. 323. – P. 703–706.

Schmalz T.G., Seitz W.A., Klein D.J., Hite G.E. Elemental carbon cages // J. Am. Chem. Soc. – 1988. – V. 110. – P. 1113–1127.

Fowler P.W. How unusual is C60? Magic numbers for carbon clusters // Chem. Phys. Lett. – 1986. – V. 131, N. 6. – P. 444–450.

Fowler P.W., Cremona J.E., Steer J.I. Systematics of bonding in non–icosahedral carbon clusters // Theor. Chim. Acta. – 1988. – V. 73. – P. 1–26.

Coxeter H.S.M. Virus macromolecules and geodesic domes / In: A spectrum of mathematics. Ed. by J.C. Butcher. – Oxford / Auckland: Oxford University Press/Auckland University Press, 1971. – P. 98.

Schmalz T.G., Seitz W.A., Klein D.J., Hite G.E. C60 carbon cages // Chem. Phys. Lett. – 1986. – V. 130. – P. 203–207.

Соколов В.И. «Лепестковая» модель для гомоатомных полиэдров с аксиальной симметрией: поиск хиральных и полярных структур в семействе Сn // Докл. РАН. – 1993. – Т. 325, № 3. – С. 540–543.

Manolopoulos D.E., May J.C., Down S.E. Theoretical studies of the fullerenes: C34 to C70 // Chem. Phys. Lett. – 1991. – V. 181. – P. 105–111.

Fowler P.W., Manolopoulos D.E. An atlas of fullerenes. – Oxford, Clarendon Press, 1995. – 400 p.

Stone A.J., Wales D.J. Theoretical studies of icosahedral C60 and some related species // Chem. Phys. Lett. – 1986. – V. 128, N 5–6. – P. 501–503.

Coulombeau C., Rassat A. Isomères du footballène : une première famille de 71 isomères ayant 12 cycles pentagonaux et 20 cycles hexagonaux // J. Chim. Phys. – 1991. – V. 88, N 2. – P. 173–189.

Fowler P.W., Manolopoulos D.E., Ryan R.P. Isomerisations of the fullerenes // Carbon. – 1992. – V. 30, N 8. – P. 1235–1250.

Manolopoulos D.E., Fowler P.W., Ryan R.P. Hypothetical isomerisations of LaC82 // J. Chem. Soc. Faraday Trans. – 1992. – V. 88. – P. 1225–1226.

Fowler P.W., Manolopoulos D.E., Ryan R.P. Stone–Wales pyracylene transformations of the isomers of C84 // J. Chem. Soc.: Chem. Commun. – 1992. – P. 408–410.

Plestenjak B., Pisanski T., Graovac A. Generating fullerenes at random // J. Chem. Inf. Comput. Sci. – 1996. – V. 36. – P. 825–828.

Mitchell D., Fowler P.W., Zerbetto F. A generalized Stone – Wales map: energetics and isomerizations of C40 carbon cages // J. Phys. B – 1996. – V. 29, N 21. – P. 4895–4906.

Balaban A.T., Schmalz T.G., Zhu H., Klein D.J. Generalizations of the Stone–Wales rearrangement for cage compounds, including fullerenes // J. Mol. Struc. (Theochem) – 1996. – V. 363, N 3. – P. 291–301.

Babić D., Trinajstić N. Pyracylene rearrangement classes of fullerene isomers // Comput. Chem. – 1993. – V. 17, N 3. – P. 271–275.

Babić D., Bassoli S., Casartelli M., Cataldo F., Graovac A., Ori O., York B. Generalized stone–wales transformations // Mol. Sim. – 1995. – V. 14. – P. 395–401.

Astakhova T.Yu., Vinogradov G.A.. New isomerization operations for fullerene graphs // J. Mol. Struc. (Theochem). – 1998. – V. 430. – P. 259–268.

Astakhova T.Yu., Vinogradov G.A. Fullerene notation and isomerization operations // Ful. Sci. Technol. – 1997. – V. 5, N 7. – P. 1545–1562.

Astakhova T.Yu., Vinogradov G.A. New isomerization mechanisms for fullerenes // Ful. Sci. Technol. – 1998. – V. 6, N 6. – P. 1037–1055.

Endo M., Kroto H.W. Formation of carbon nanofibers // J. Phys. Chem. – 1992. – V. 96. – P. 6941–6944.

Datta K., Banerje M., Mukherjee A.K. Strongly subspectral pairs in C50+10n and C60+12n fullerenes via a common generic graph // Phys. Chem. Chem. Phys. – 1999. – V. 1, N 12. – P. 2919–2922.

Brocas J. Double cosets and enumeration of permutational isomers of fixed symmetry // J. Am. Chem. Soc. – 1986. – V.108, N 6. – P. 1135–1145.

Hässelbarth W. On the interrelation between orbits and double cosets // Theor. Chim. Acta. – 1985. – V. 67. – P. 339–367.

Mead C.A. Table of marks and double cosets in isomer counting // J. Am. Chem. Soc. – 1987. – V. 109, N 7. – P. 2130–2137.

Fujita S. Unit subduced cycle indices with and without chirality fittingness for Ih group. An application to systematic enumeration of dodecahedrane derivatives // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1990. – V. 63. – P. 2759–2769.

Fujita S. Soccerane derivatives of given symmetries. Systematic enumeration by means of unit subduced cycle indices. // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1991. – V. 64. – P. 3215–3223.

Fujita S. Systematic classification of molecular symmetry by subductions of coset representations // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1990. – V. 63. – P. 315–327.

Fujita S. Chirality fittingness of an orbit governed by a coset representation. Integration of point–group and permutation–group theories to treat local chirality and prochirality // J. Am. Chem. Soc. – 1990. – V. 112, N 9. – P. 3390–3397.

Shao Y.H., Wu J., Jiang Y. Enumeration and symmetry of substitution isomers // J. Phys. Chem. – 1996. – V. 100, N 37. – P. 15064–15067.

Shao Y.H., Jiang Y. Symmetry of hydrogenated C60 // Chem. Phys. Lett. – 1995. – V. 242, N 1. – P. 191–195.

Shao Y.H., Jiang Y. Enumeration of B24–mNm Cages // J. Phys. Chem. – 1996. – V. 100, N 5. – P. 1554–1558.

Shao Y.H., Wu J., Jiang Y. Isomer counting and isomer permutation representation // Chem. Phys. Lett. – 1996. – V. 248, N 5–6. – P. 366–372.

Fowler P.W. Isomer counting using point group symmetry // J. Chem. Soc. Faraday Trans. – 1995. – V. 91, N 15. – P. 2241–2247.

Balasubramanian K. Enumeration of chiral and positional isomers of substituted fullerene cages (C20–C70) // J. Phys. Chem. – 1993. – V. 97, N 27. – P. 6990–6998.

Balasubramanian K. Enumeration of isomers of substituted fullerene cages C20–C50 // Chem. Phys. Lett. – 1993. – V. 202, N 5. – P. 399–405.

Balasubramanian K. Enumeration of chiral and achiral edge and face substitutions of buckminsterfullerene // Chem. Phys. Lett. – 1995. – V. 237, N 3–4. – P. 229–238.

Fripertinger H. The cycle index of the symmetry group of the fullerene C60 // MATCH – 1996. – V. 33. – P. 121–138.

Корнилов М.Ю., Михайленко А.В., Любчук Т.В., Плахотник В.В., Замковой В.И., Шигорин М.А. Фуллерены и нанотрубки – новые ароматические поверхности B: Фуллерены и фуллеренсодержащие материалы. – Минск, 2001, С. 91–98.

Lenosky Th., Gonze X., Teter M., Elser V. Energetics of negatively curved graphitic carbon // Nature. – 1992. – V. 355. – P. 333–335.

Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Electronic structure of graphene tubules based on C60 // Phys. Rev. B. – 1992. – V. 46, N 3. – P. 1804–1811.

Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett. – 1992. – V. 60, N 18. – P. 2204–2207.

Трефилов В.И., Щур Д.В., Тарасов Б.П., Шульга Ю.М., Черногоренко А.В., Пишук В.К., Загинайченко С.Ю. Фуллерены – основа материалов будущего – Киев: ИПМ НАНУ, 2001. – 148 с.

Terrones H., Mackay A.L. Triply periodic minimal surfaces decorated with curved graphite // Chem. Phys. Lett. – 1993. – V. 207, N 1. – P. 45–50.

Bernaerts D. et al. Structural aspects of carbon nanotubes //in Physics and Chemistry of Fullerenes and Derivatives (Ed. H. Kuzmany) – Singapore: World Scientific, 1995. – 551 p.

Корнілов М.Ю., Плахотник В.В., Ісаєв С.Д., Михайленко О.В., Любчук Т.В., Реутов Д.В. Новий підхід до кодування нанотрубок та 6–нанокілець // Наукові записки НаУКМА. – 2002. – № 20. – С. 509–515.

Руденко И.В., Михайленко А.В., Корнилов М.Ю.Моделирование нанотрубок и наноторов // П'ята Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії". – Київ – 2004. – С. 81.

Zhou O., Fleming R. M., Murphy D. W., Chen C. H., Haddon R. C., Ramirez A. P., Fleming M. S. R. Defects in Carbon Nanostructures // Science. – 1994. – V. 263. – P. 1744–1747.

Ebbesen Th.W. Carbon nanotubes: preparation and properties. – USA: CRC, Boca Raton, Fla. – 1997. – P. 296.

Tsang S.C., Oliveira P., Davis J.J., Green M.L.H. The structure of the carbon nanotube and its surface topography probed by transmission electron microscopy and atomic force microscopy // Chem. Phys. Lett. – 1996. – V. 249, N 5–6. – P. 413–422.

Tersoff J., Ruoff R.S. Structural properties of a carbon–nanotube crystal // Phys. Rev. Lett. – 1994. – V. 73, N 5. – P. 676–679.

Charlier J.C, Michenaud J.P. Energetics of multilayered carbon tubules // Phys. Rev. Lett. – 1993. – V. 70, N 12. – P. 1858–1861.

Iijima S., Ichihashi T., Ando Y. Pentagons, heptagons and negative curvature in graphite microtubule growth // Nature. – 1992. – V. 356. – P. 776–778.

Han J., Jaffe R.L., Kong J., Dai H. Observation and modeling of single–wall carbon nanotube bend junctions // Phys. Rev. B – 1998. – V. 57, N 23. – P. 14983–14989.

Rotkin S.V., Zharov I., Hess K. Zipping of graphene edge results in [10,10] tube formation // Electronic Properties of Molecular Nanostructures; (XVth International Winterschool/Euroconference, Kirchberg, Tirol, Austria, 3–10 March 2001), edited by H. Kuzmany, J. Fink, M. Mehring, S. Roth. AIP Conference Proceedings – 2001. – V. 591. – P. 454–457.

Martel R., Shea H.R., Avouris Ph. Rings of single–walled carbon nanotubes // Nature. – 1999. – V. 398. – P. 299.

Лозовик Ю.Е., Попов А.М. Образование и рост углеродных наноструктур — фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // Успехи физ. наук. – 1997. – T. 167, № 7. – C. 751–774.

Itoh S., Ihara S., Kitakami J. Toroidal form of carbon C360 // Phys. Rev. B. – 1993. – V. 47, N 3. – P. 1703–1704.

Itoh S., Ihara S., Kitakami J. Toroidal forms of graphitic carbon // Phys. Rev. B. – 1993. – V. 47, N 19. – P. 12908–12911.

Itoh S., Ihara S. Toroidal forms of graphitic carbon. II. Elongated tori // Phys. Rev. B. – 1993. – V. 48, N 11. – P. 8323–8328.

Johnson J.K., Davidson B.N., Pederson M.R., Broughton J.K. Energetics and structure of toroidal forms of carbon // Phys. Rev. B. – 1994. – V. 50, N 23. – P. 17575–17582.

Dunlap B.I. Connecting carbon tubules // Phys. Rev. B. – 1992. – V. 46, N 3. – P. 1933–1936.

Berger J., Avron J.E. Classification scheme for toroidal molecules // J. Chem. Soc. Faraday Trans. – 1995. – V. 91, N 22. – P. 4037–4045.

Avron J.E., Berger J. Toroidal graphitic molecules // Full. Sci. Technol. – 1998. – V. 6, N 1. – P. 31–37.

Avron J.E., Berger J. Tiling rules for toroidal molecules // Phys. Rev. A. – 1995. – V. 51, N 2. – P. 1146–1149.

Melker A.I., Romanov S.N., Kornilov D.A. Computer simulation of formation of carbon fullereres // Mater. Phys. Mech. – 2000. – V. 2. – P. 42–50.

Heath J.R. Fullerenes: synthesis, properties and chemistry of large carbon clusters (Eds. G.S.I.Hammond, V.J.Kuck), 1–23 Washington, DC: American Chemical Society, 1991. – P. 1–27.

Endo M., Kroto H.W. Formation of carbon nanofibers // J. Phys. Chem. – 1992. – V. 96, N 17. – P. 6941–6944.

O’Brien S.C., Heath J.R., Curl R.F., Smalley R.E. Photophysics of buckminsterfullerene and other carbon cluster ions // J. Chem. Phys. – 1988. – V. 88, N 1. – P. 220–230.

Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Topological defects in large fullerenes // Chem. Phys. Lett. – 1992. – V. 195, N 5/6. – P. 537–542.

Yoshida M., Ōsawa E. Formalized drawing of fullerene nets. 2. Application to mapping of pyracylene rearrangements, C2–insertion/elimination pathways, and leapfrog/carbon cylinder operations // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1995. – V. 68, N 7. – P. 2083–2092.

Ōsawa E., Yoshida M., Ueno H., Sage S., Yoshida E. Analysis of the growth mechanism of carbon nanotubes by C2 ingestion // Full. Sci. Technol. – 1999. – V. 7, N 2. – P. 239–262.

Haufler R.E., Chai Y., Chibante L.P.F., Fraelich M.R., Weisman R.B., Curl R.F., Smalley R.E. Cold molecular–beam electronic–spectrum of C–60 and C–70 // J. Chem. Phys. – 1991. – V. 95. – P. 2197–2199.

Curl R.F., Smalley R.E. Fullerenes // Sci. Amer. – 1991. – V. 265, N 4. – P. 54.

Smalley R.E., Colbert D.T. Self–assembly of fullerene tubes and balls // Welch Foundation 39th Conference on Chemical Research: Nanophase Chemistry, Houston, Texas (Robert A. Welch Foundation, 1995.) – P. 1–10.

Smalley R.E. Self–assembly of the fullerenes// Acc. Chem. Res. – 1992. – V. 25, N 3. – P. 98–105.

Wakabayashi T., Achiba Y. A model for the C60 and C70 growth mechanism // Chem. Phys. Lett. – 1992. – V. 190, N 5. – P. 465–468.

Wakabayashi T., Shiromaru H., Kikuchi K., Achiba Y. A selective isomer growth of fullerenes // Chem. Phys. Lett. – 1993. – V. 201, N 5/6. – P. 470–474.

Helden G. von, Hsu M.T., Kemper P.R., Bowers M.T. Structures of carbon cluster ions from 3 to 60 atoms: linears to rings to fullerenes // J. Chem. Phys. – 1991. – V. 95, N 5. – P. 3835–3838.

McElvany S.W., Ross M.M., Goroff N.S., Diederich F. Cyclocarbon coalescence: mechanisms for tailor–made fullerene formation // Science. – 1993. – V. 259. – P. 1594–1596.

Lozovik Yu.E., Popov A.M. The molecular desing: a formation of fullerenes, spheric nanoparticles and nanotubes // Phys. Low–Dim. Str. – 1994. – V. 6. – P. 33–54.

Helden G. von, Gotts N.G., Bowers M.T. Experimental evidence for the formation of fullerenes by collisional heating of carbon rings in the gas phase // Nature. – 1993. – V. 363. – P. 60–63.

Hunter J., Fye J., Jarrold M.F. Carbon rings // J. Phys. Chem. – 1993. – V. 97, N 14. – P. 3460–3462.

Астахова Т.Ю., Виноградов Г.А., Ельяшевич М.М., Шагинян С.А. О механизме образования фуллеренов из пересыщенного углеродного пара // Хим.физика – 1996. – T. 15, № 10. – C. 39–47.

Helden G. von, Hsu M.T., Gotts N.G., Bowers M.T. Carbon cluster cations with up to 84 atoms: structures, formation mechanism, and reactivity // J. Phys. Chem. – 1993. – V. 97, N 31. – P. 8182–8192.

Sawtarie M., Menon M., Subbaswamy K.R. Structure of C20: bicyclic ring versus cage // Phys. Rev. B. – 1994. – V. 49, N 11. – P. 7739–7743.

Strout D.L., Scuseria G.E. A Cycloaddition model for fullerene formation // J. Phys. Chem. – 1996. – V. 100, N 16. – P. 6492–6498.

Schweigert V.A., Alexandrov A.L., Morokov Y.N., Bedanov V.M. Kinetics of carbon cluster isomerization: from tricylic rings to fullerenes // Chem. Phys. Lett. – 1995. – V. 235, N 3–4. – P. 221–229.

Brabec C.J., Anderson E.B., Davidson B.N., Kajihara S.A., Zhang Q.M., Bernholc J., Tomanek D. Precursors to C60 fullerene formation // Phys. Rev. B. – 1992. – V. 46, N 11. – P. 7326–7328.

Hunter J.M., Fye J.L., Jarrold M.F. Annealing and dissociation of carbon rings // J. Chem. Phys. – 1993. – V. 99, N 3. – P. 1785–1796.

Hunter J.M., Fye J.L., Jarrold M.F. Annealing C60+: synthesis of fullerenes and large carbon rings // Science. – 1993. – V. 260. – P. 784–786.

Hunter J.M., Fye J.L., Roskamp E.J., Jarrold M.F. Annealing carbon cluster ions: a mechanism for fullerene synthesis // J. Phys. Chem. – 1994. – V. 98, N 7. – P. 1810–1818.

Hua X., Ģağin T., Che J., Goddard W.A. QM(DFT) and MD studies on formation mechanisms of C60 fullerenes // Nanotechnology. – 2000. – V. 11, N 2. – P. 85–88.

Lagow R.J., Kampa J.J., Wei H.C., Battle S.L., Genge J.W., Laude D.A., Harper C.J., Bau R., Stevens R.C., Haw J.F., Munson E. Synthesis of linear acetylenic carbon: the "sp" carbon allotrope // Science. – 1995. – V. 267. – P. 362–367.

Heath J.R., O'Brien S.C., Zhang Q., Liu Y., Curl R.F., Kroto H.W., Tittel F.K., Smalley R.E. Lanthanum complexes of spheroidal carbon shells // J. Am. Chem. Soc. – 1985. – V. 107, N 25. – P. 7779–7780.

Томилин Ф.Н., Аврамов П.В., Варганов С.А., Кузубов А.А., Овчинников С.Г. Возможная схема синтеза–сборки фуллеренов // Физика твердого тела. – 2001. – T. 43, № 5. – C. 936–943.

Koshio A., Yudasaka M., Ozawa M., Iijima S. Fullerene formation via pyrolysis of ragged single–wall carbon nanotubes // NanoLett. – 2002. – V. 2, N 9ю – P. 995–997.

Zhang Q.L., O'Brien S.C., Heath J.R., Liu Y., Curl R.F., Kroto H.W., Smalley R.E. Reactivity of large carbon clusters: spheroidal carbon shells and their possible relevance to the formation and morphology of soot // J. Phys.Chem. – 1986. – V. 90, N 4ю – P. 525–.528

Kroto H.W., McKay K.G. The formation of quasi–icosahedral spiral shell carbon particles // Nature. – 1988. – V. 331. – P. 328–331.

Kroto H.W. Space, Stars, C60, and Soot // Science. – 1988. – V. 242. – P. 1139–1145.

Kroto H.W., Allaf A.W., Balm S.P. C60: Buckminsterfullerene // Chem. Rev. – 1991. – V. 91, N 6. – P. 1213–1225.

Curl R.F., Smalley R.E. Probing C60 // Science. – 1988. – V. 242. – P. 1017–1022.

Parker D.H., Wurz P., Chatterjee K., Lykke K.R., Hunt J.E., Pellin M.J., Hemminger J.C., Grün D.M., Stock L.M. High–yield synthesis, separation, and mass–spectrometric characterization of fullerenes C60 to C266 // J. Am. Chem. Soc. – 1991. – V. 113, N 20. – P. 7499–7503.

Zhu Z.–P., Gu Y.D. Structure of carbon caps and formation of fullerenes // Carbon. – 1996. – V. 34, N 2. – P. 173–178.

Zhu W.L., Puah C.M., Ng K.C., Jiang H.L., Tan X.J., Chen K.X. Quantum chemical HF/4–31G calculations on buckminsterfullerene intermediates // J.Chem.Soc., Perkin Trans. – 2001. – V. 2, N 2. – P. 233–237.

Рябенко А.Г., Мурадян В.Е., Моравский А.П., Храмов А., Есипов С.Е., Черепанова Н.И., Титов М.И.. Роль колебательного возбуждения промежуточных кластеров в синтезе углеродных наночастиц в электродуговом реакторе // Программа Всероссийского семинара “Наночастицы и нанохимия” (2000).

Асхабов А. М, Рязанов М. А. Кластеры «скрытой» фазы — кватароны и зародышеобразование // Докл. АН. – 1998. – Т. 362, № 5. – С. 630–633.

Асхабов A.M. Кватароный механизм образования фуллеренов // Докл. РАН. – 2000. – Т. 374, № 3. – С. 359–361.

Rotkin S.V., Suris R.A. Bond passivation model: Diagram of carbon nanoparticle stability // Phys. Lett. A. – 1999. – V. 261, N 1–2. – P. 98–101.

Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S.  Electronic structure of graphene tubules based on C60 // Materials Research Society Symposium Proceedings: Electrical, Optical, and Magnetic Properties of Organic Solid State Materials. CAPLUS. – 1992. – P. 247.

Smally R. From dopyballs to nanowires // Mater. Sci. Engen. B. – 1993. – V. 19, N 1‑2. – P. 1–7.

Saito Y., Yoshicawa T., Bandow S., Tomita M. Interlayer spacings in carbon nanotubes // Phys. Rev. B. – 1993. – V. 48, N 3. – P. 1907–1909.

Mikhailenko O.V., Kornilov M.Yu. , Ljubchuk Т.V., Isaev S.D. Mechanism of carbon nanotubes formation from graphite revisited // VIII International conference “Hydrogen materials science & Chemistry of metal Hydrides”. Sudak – 2003. – Р. 490.

Vander Wall R.L., Randall L., Ticich Тh.M., Curtis V.E. Directed synthesis of metal–catalyzed carbon nanofibers and graphite encapsulated metal nanoparticles // J. Phys. Chem. B. – 2000. – V. 104, N 49. – P. 11606–11611.

Yasuda A., Kawase N., Banhart F., Mizutani W., Shimizu T., Tokumoto H. Graphitization mechanism during the carbon–nanotube formation based on the in–situ HRTEM оbservation // J. Phys. Chem. B. – 2002. – V. 106, N 8. – P. 1849–1852.

Yasuda A., Kawase N., Banhart F., Mizutani W., Shimizu T., Tokumoto H. Formation mechanism of carbon–nanocapsules and nanoparticles based on the in–situ observation // J. Phys. Chem. B. – 2002. – V. 106, N 6. – P. 1247–1251.

Jost O., Gorbunov A.A., Moeller J., Pompe W., Liu X., Georgi P. Rate–limiting processes in the formation of single–wall carbon nanotubes: pointing the way to the nanotube formation mechanism // J. Phys. Chem. B. – 2002. – V. 106, N 11. – P. 2875–2883.

Li Y., Kim W., Zhang Y., Rolandi M., Wang D., Dai H. Growth of single–walled carbon nanotubes from discrete catalytic nanoparticles of various sizes // J. Phys. Chem. B. – 2001. – V. 105, N 46. – P. 11424–11431.

Fonseca A., Perpète E.A., Galet P., Champagne B., Nagy J.B., André J.M., Lambin P., Lucas A.A. Quantum chemical evaluation of the knee angle in the (5,5) – (9,0) coiled carbon tubule // J. Phys. B: At.Mol.Opt.Phys. – 1996. – V. 29, N 21. – P. 4915–4924.

Amelinckx S., Bernaerts D., Zhang X.B., Tendello G. A Structure model and growth mechanism for multishell carbon nanotubes // Science. – 1995. – V. 267. – P. 1334–1338.

Amelinckx X., Zhang B., Bernaerts D., Zhang X. F., Ivanov V., Nagy J. B. A formation mechanism for catalytically grown helix–shaped graphite nanotubes // Science. – 1994. – V. 265. – P. 635–639.

Исаев С.Д., Гребенюк А.Г., Корнилов М.Ю. Краевые эффекты ароматических углеродных поверхностей // VIII Международная Конференция Водородное материаловединие и химия углеродных наноматериалов, ICHMS '2003 – 2003. – C. 734.

Kim C., Choi Y.S., Lee S.M., Park J.T., Kim B., Lee Y.H. The effect of gas adsorption on the field emission mechanism of carbon nanotubes// J. Amer. Chem. Soc. – 2002. – V. 124, N 33. – P. 9906–9607.

Ago H., Ohshima S., Uchida K., Yumura M. Gas–phase synthesis of single–wall carbon nanotubes from colloidal solution of metal nanoparticles // J. Phys. Chem. B. – 2001. – V. 105, N 43. – P. 10453–10456.

Yudasaka M., Komatsu T., Ichihashi T., Achiba Y., Iijima S. Pressure dependence of the structures of carbonaceous deposits formed by laser ablation on targets composed of carbon, nickel, and cobalt // J. Phys. Chem. B. – 1998. – V. 102, N 25. – P. 4892–4896.

Nolan P.E., Lynch D.C., Cutler A.H. Carbon deposition and hydrocarbon formation on group viii metal catalysts // J. Phys. Chem. B. – 1998. – V. 102, N 21. – P. 4165–4175.

Davidson R.A. Spectral analysis of graphs by cyclic automorphism subgroups // Theor. Chim. Acta. – 1981. – V. 58, N 3. – P. 193–231.

Haymet A.D.J. C120 and C60: Archimedean solids constructed from sp2 hybridized carbon atoms // Chem. Phys. Lett. – 1985. – V. 122, N 5. – P. 421–424.

Krätschmer W., Fostiropoulos K., Huffman D.R. The infrared and ultraviolet absorption spectra of laboratory–produced carbon dust: evidence for the presence of the C60 molecule // Chem. Phys. Lett. – 1990. – V. 170, N 2–3. – P. 167–170.

Wu Z.C., Jelski D.A., George T.F. Vibrational motions of buckminsterfullerene // Chem. Phys. Lett. – 1987. – V. 137, N 3. – P. 291–294.

Weeks D.E., Harter W.G. Rotation–vibration spectra of icosahedral molecules. II. Icosahedral symmetry, vibrational eigenfrequencies, and normal modes of buckminsterfullerene // J. Chem. Phys. – 1989. – V. 90, N 9 – P. 4744–4771.

Hess B.A., Schaad L.J. The stability of footballene // J. Org. Chem. – 1986. – V. 51, N 20. – P. 3902–3903.

Haddon R.C., Brus L.E., Raghavachari K. Rehybridization and π–orbital alignment: the key to the existence of spheroidal carbon clusters // Chem. Pys. Lett. – 1986. – V. 131, N 3. – P. 165–169.

Klein D.J., Seitz W.A., Schmalz T.G. Icosahedral symmetry carbon cage molecules // Nature. – 1986. – V. 323 – P. 703

Schmalz T.G., Seitz W.A., Klein D.J., Hite G.E. Elemental carbon cages // J. Am. Chem. Soc. – 1988. – V. 110, N 4. – P. 1113–1127.

Fowler P.W. How unusual is C60? Magic numbers for carbon clusters // Chem. Phys. Lett. – 1986. – V. 131, N 6. – P. 444–450.

Aihara J., Hosoya H. Spherical aromaticity of buckminsterfullerene // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1988. – V. 61, N 7. – P. 2657–2659.

Дьячков П.Н., Бабенко Т.Б., Харчевникова Н.В. От графита к фуллерену: связь между электронным строением двух модификаций углерода // Докл. РАН. – 1993. – T. 328, № 4. – C. 477–480.

Ozaki M., Taahashi A. On electronic states and bond lengths of the truncated icosahedral C60 molecule // Chem. Phys. Lett. – 1986. – V. 127, N 3. – P. 242–244.

Fowler P.W. Carbon cylinders: a class of closed–shell clusters // J. Chem. Soc. Faraday Trans. – 1990. – V. 86, N 12. – P. 2073–2077.

Гальперин Е.Г., Станкевич И.В., Чернозатонский Л.А., Чистяков А.Л. , Структура и электронное строение барреленов b–Cm, m = 36+12n // Письма в ЖЭТФ. – 1992. – T. 55, № 8. – C. 469–472.

McKee M.L., Herndon W.C. Calculated properties of C60 isomers and fragments // J. Mol. Struct. (Theochem). – 1987. – V. 153, N 1–2. – P. 75–84.

Newton M.D., Stanton R.E. Stability of buckminsterfullerene and related carbon clusters // J. Am. Chem. Soc. – 1986. – V. 108, N 9. – P. 2469–2470.

Bakowies D., Thiel W. Theoretical infrared spectra of large carbon clusters. // Chem. Phys. – 1991. – V. 151, N 3. – P. 309–321.

Bakowies D., Thiel W. MNDO study of large carbon clusters // J. Am. Chem. Soc. – 1991. – V. 113, N 10. – P. 3704–3714.

Stanton R.E. Fullerene structures and reactions: MNDO calculations // J. Phys. Chem. – 1992. – V. 96, N 1. – P. 111–118.

Dinadayalane T.C., Sastry G.N. An assessment of semiempirical (MNDO, AM1 and PM3) methods to model buckybowls // J. Mol. Struct. (Theochem). – 2002. – V. 579, N 1–3. – P. 63–72.

Schulman J.M., Disch R.L., Miller M.A., Peck R.C. Symmetrical clusters of carbon atoms: the C24 and C60 molecules // Chem. Phys. Lett. – 1987. – V. 141, N 1–2. – P. 45–48.

Slanina Z., Rudzinski J.M., Ōsawa E. C60(g), C70(g), saturated carbon vapour and increase of cluster populations with temperature: a combined AM1 quantum–chemical and statistical–mechanical study // Collect. Czechosl. Chem. Commun. – 1987. – V. 52, N 12. – P. 2831–2838.

Lee S.–L., Sun M.–L., Slanina Z. Computational studies of less common fullerene–related species // Int. J. Quant. Chem. – 1996. – V. 60, N 7. – P. 1567–1576.

Disch R.L., Schulman J.M. On symmetrical clusters of carbon atoms: C60 // Chem. Phys. Lett. – 1986. – V. 125, N 5–6. – P. 465–466.

Lüthi H.P., Almlöf J. AB initio studies on the thermodynamic stability of the icosahedral C60 molecule “buckminsterfullerene” // Chem. Phys. Lett. – 1987. – V. 135, N 4–5. – P. 357–360.

Baker J., Fowler P.W., Lazzeretti P., Malagoli M., Zanasi R. Structure and properties of C70 // Chem. Phys. Lett. – 1991. – V. 184, N 1–3. – P. 182–186.

Randic M., Nikolic S., Trinajstic N. On the aromatic stability of a conjugated C60 cluster // Croat. Chem. Acta. – 1987. – V. 60, N 4. – P. 595–604.

Larsson S., Volossov A., Rosen A. Optical spectrum of the icosahedral C60– “follene–60” // Chem. Phys. Lett. – 1987. – V. 137, N 6. – P. 501–504.

Shibuya T.I., Yoshitani M. Two icosahedral structures for the C60 cluster // Chem. Phys. Lett. – 1987. – V. 137, N 1. – P. 13–16.

Kataoka M., Nakajima T. Geometrical structures and spectra of corannulene and icosahedral C60 // Tetrahedron. – 1986. – V. 42, N 23. – P. 6437–6442.

László I., Udvardi L. On the geometrical structure and UV spectrum of the truncated icosahedral C60, molecule // Chem. Phys. Lett. – 1987. – V. 136, N 5. – P. 418–422.

Negri F., Orlandi G., Zerbetto F. Low–lying electronic excited states of Buckminsterfullerene anions // J. Am. Chem. Soc. – 1992. – V. 114, N 8. – P. 2909–2913.

Ruiz A., Bretón J., Gomez J.M. Electronic structure and polarizabilities of icosahedral fullerenes: A Pariser–Parr–Pople approach // J. Chem. Phys. – 2001. – V. 114, N 3. – P. 1272–1278.

Hale P.D. Discrete–variational–X.alpha. electronic structure studies of the spherical C60 cluster: prediction of ionization potential and electronic transition energy // J. Am. Chem. Soc. – 1986. – V. 108, N 19. – P. 6087–6088.

Scuseria G.E. Ab Initio calculations of fullerenes // Science. – 1996. – V. 271 – P. 942–945.

Needs R.J., Kent P.R.C., Porter A.R., Towler M.D., Rajagopal G. Quantum Monte Carlo calculations for ground and excited states // Int. J. Quant. Chem. – 2002. – V. 86, N 2. – P. 218–225.

Tang A.C., Huang F.Q. Electronic structure of icosahedral fullerenes // Int. J. Quant. Chem. – 1997. – V. 63, N 2. – P. 367–371.

Tang A.C., Huang F.Q. Stability rules of icosahedral (Ih or I) fullerenes // Chem. Phys. Lett. – 1995. – V. 247, N 4–6. – P. 494–501.

Cyvin S.J., Brensdal E., Cyvin B.N., Brunvoll J. Molecular vibrations of footballene // Chem. Phys. Lett. – 1988. – V. 143, N 4. – P. 377–380.

Weeks D.E., Harter W.G. Vibrational frequencies and normal modes of buckminsterfullerene // Chem. Phys. Lett. – 1988. – V. 144, N 4. – P. 366–372.

Mowrey R.C., Ross M.M., Callahan J.H. Molecular dynamics simulations and experimental studies of the formation of endohedral complexes of buckminsterfullerene // J. Phys. Chem. – 1992. – V. 96, N 12. – P. 4755–4761.

Ballone P., Milani P. Simulated annealing of carbon clusters // Phys. Rev. B. – 1990. – V. 42, N 5. – P. 3201–3204.

László I. Molecular dynamics study of the C60 molecule// J. Mol. Struct. (Theochem). – 1999. – V. 463. – P. 181–184.

Неретин И.С.,.Словохотов Ю.Л Кристаллохимия фуллеренов // Успехи химии. – 2004. – T. 73, № 5. – C. 492–525.

Fowler P.W., Pisanski T. Leapfrog transformations and polyhedra of Clar type // J. Chem. Soc. Faraday Trans. – 1994. – V. 90, N 19. – P. 2865–2871.

Fowler P.W. Fullerene graphs with more negative than positive eigenvalues: the exceptions that prove the rule of electron deficiency? // J. Chem. Soc.Faraday Trans. – 1997. – V. 93, N 1. – P. 1–3.

Fowler P.W., Ceulemans A. Electron deficiency of the fullerenes // J. Phys. Chem. – 1995. – V. 99, N 2. – P. 508–510.

Корнілов М.Ю., Ісаєв С.Д. Розіп’яті фулерени та воскреслі нанотрубки // Пульсар. – 1998. – Т. 1. – С. 14–21.

Горячев Ю.М., Симан Н.И. К вопросу о связи электронного строения и термодинамических свойств фуллеренов // Электронное строение и св–ва тугоплавких сплавов. – Киев, 2000. – С. 34–38.

Goryachev Yu.M., Dehtyaruk V.I., Siman M.I., Fiyalka L.I., Shvartsman Ye.Y. Electronic structure and thermodynamics of fullerenes and nanostructures // VIII Международная Конференция Водородное материаловединие и химия водородных наноматериалов ICHMS '2003. –  С. 690–691.

Caron C., Subramanian R., Kim J., Kutner W. Selective electrosynthesis of dimethylfullerene [(CH3)2C60]: a novel method for the controlled functionalization of fullerenes // J. Am. Chem. Soc. – 1993. – V. 115, N 18. – P. 8505–8506.

Stinchcombe J., Penikaud A., Bhyrappa P., Boyd P. Buckminsterfulleride(1–) salts: synthesis, EPR, and the Jahn–Teller distortion of C60– // J. Am. Chem. Soc. – 1993. – V. 115, N 12. – P. 5212–5217.

Hirsch A., Soi A., Kanfurkel H. Titration of С60 a method for the synthesis of organofullerenes. // Angew. Chem. Int. Ed. – 1992. – V. 31. – P. 766–768.

Hirsch A., Grosser T., Skiebe A., Soi A. Synthesis of isomerically pure organodihydroftillerenes // Chem. Ber. – 1993. – V. 126. – P. 1061–1067.

Fagan P.J., Krusic P.J., Evans D.H., Lerke S.A., Johnston E. ynthesis, chemistry, and properties of a monoalkylated buckminsterfullerene (С60) derivative, t–ВnС60 anion // J. Am. Chem. Soc. – 1992. – V. 114. – P. 9697–9699.

Bingel C. Cyclopropylation of fullerenes // Chem. Ber. – 1993. – V. 126. – P. 1957–1959.

Wudl F., Hirsch A. Fullerenes: synthesis, properties and chemystry of large carbon clusters // Am. Chem. Soc. Symposium Series. – 1992. – P. 481.

Prato, A. Bianco, M. Maggini, G. Scorrano, C. Toniolo, F. Wudl. Synthesis and characterization of the first fullerene–peptide // J. Org. Chem. – 1993. – V. 58. – P. 5578–5580.

Tsuda T., Ishida T., Nogami T., Kurono S. Addition reaction of benzyne to C60 // Chem. Lett. – 1992. – P. 2333–2334.

Ajiki H., Ando T. Electronic states of carbon nanotubes // J. Phys. Soc. Japan. – 1993. – V. 62. – P. 1255–1266.

Ajiki H., Ando T. Magnetic properties of carbon nanotubes // J. Phys. Soc. Japan – 1993. – V. 62. – P. 2470–2480.

Ajiki H., Ando T. Magnetic properties of carbon nanotubes // J. Phys. Soc. Japan – 1994. – V. 63. – P. 4267.

Ajiki H., Ando T. Magnetic properties of ensembles of carbon nanotubes // J. Phys. Soc. Japan. – 1995. – V. 64. – P. 4382–4391.

Heremans J., Olk C.H., Morelli D.T. Magnetic susceptibility of carbon structures // Phys. Rev. – 1994. – V. B49, N 21. – P. 15122–15125.

Wang X.K., Chang R.P., Patashinski A., Ketterson J. magnetic susceptibility of buckytubes // J. Mater. Res. – 1994. – V. 9. – P. 1578–1582.

Benedict L.X., Louie S.G., Cohen M.L. Heat capacity of carbon nanotubes // Solid State Comm. – 1996. – V. 100, N 3. – P. 177–180.

Rosenberg R.A., Love P.J., Rehn V. Polarization–dependent C(K) near–edge x–ray–absorption fine structure of graphite // Phys. Rev. – 1986. – V. B33. – P. 4034–4037.

Ebbesen T.W. Carbon nanotubes // Phys.Today. – 1996. – V. 276. – P. 26–32.

Ebbesen T.W. Carbon nanostructures: hreparation and hroperties. – CRC Press, 1997. – 296 p.

Опубліковано
2011-08-29
Як цитувати
Michaylenko, A. V., Smyk, S. Y., & Kunitskiy, Y. A. (2011). Вуглецеві наноструктури: топологія, отримання, властивості. Поверхня, (3(18), 50-102. вилучено із https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/434
Розділ
Теорія хімічної будови і реакційної здатності поверхні.