Fulleren karbonum bir alotropudur. Yapısı beş ila yedi atomlu kaynaşmış halkalarla kapalı veya kısmen kapalı bir küre oluşturmak için sigma veya pi bağlarıyla birbirine bağlanmış karbon atomlarından oluşur. 

Fulleren molekülü, tüp, elipsoit, küre vb. gibi birçok şekil ve büyüklükte olabilir. 1980'lerde keşfedilmesinden bu yana fulleren, özellikle elektronik, malzeme bilimi ve nanoteknoloji alanlarındaki araştırmalarda yoğun olarak kullanılmaya başlandı.

Giriş

Fullerenler çok iyi elektriksel ve kimyasal özelliklere sahip olmalarına rağmen, su gibi polar çözücülerde zayıf bir çözünürlüğe sahiptirler. Bu zayıf çözünürlük, fullereni biyolojik uygulamalarda tercih edilmeyen bir malzeme yapmaktadır. Fullerenin polar çözücülerdeki çözünürlüğünü artırmak için birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalar yoğun olarak işlevselleştirilmiş fulleren yani çözünürlüğü arttırılmış Polihidroksillenmiş Fulleren (PHF, aynı zamanda Fullerenol veya Fullerol olarak da adlandırılır) üzerinedir.

Polihidroksile Fullerenin Sentezi

Çalışmalar, Polihidroksillenmiş Fullerenin, karbonlara (-OH) bağlı 60 karbon atomu ve hidroksil gruplarından oluşan bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. PHF, 40’ın üzerinde hidroksil grubuna sahip olması nedeniyle, suda yüksel çözünürlüğe ( 50 mg/ ml’nin üstünde) sahiptir. 

PHF sentezi sırasında, ilk olarak, sodyum nitritin yoğunlaştırılmış HN03 ile reaksiyonu ile üretilen azot dioksit radikalleri, C60 molekülüne (Fulleren) ilave edilir. PHF, azot dioksite karşı yüksek tepkiselliğe sahiptir. Bu kimyasal reaksiyon polinitro fullerene C60 (N02) n ile sonuçlanır. Daha sonra, polinitro fullerenlerin sulu NaOH içerisinde hidrolizi sonucu polihidroksile edilmiş fullerenler (Fullerenler) elde edilir. Aşağıda tekime basamakları gösterilmiştir.

Fullerenollerin Özellikleri

• Polar çözücülerde özellikle suda yüksek çözünürlüklere sahiptir.
• Serbest radikal temizleyicilere sahip olması nedeni ile yüksek antioksidan aktivite gösterir.
• Antimikrobiyal aktivite özelliğine sahiptir.

Uygulama Alanları

• Elektronik Parçalar: Süper iletken, yarı iletken, diyotlar ve transistörlerde kullanılır.
• Optik Malzemeler: Elektronik kamera, floresan gösterge tüpünde kullanılır.
• Enerji: Güneş pili, yakıt hücresi, ikincil pillerde kullanılır.
• Biyolojik: Kozmetikler, süper ilaçlar, anti-kanser ilaçları, kimyasal tedavi ilaçları, bellek malzemeleri, anti-HIV ilaçlarında kullanılır.
• Endüstri: Polimer katkıları,yüksek performanslı kaplamalar, bellek malzemeleri, suya dayanıklı malzemelerde kullanılır.

Kurşun Zirkonat Titanat (PZT) hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

Sonuç

Polihidroksillenmiş Fulleren, yaygın kullanım alanları ile bilimsel ve endüstriyel çalışmalarda sıkça kullanılmaktadır. Yüksek antioksidan aktivitesi ve polar çözücülerdeki yüksek çözünürlüğü de uygulama alanlarındaki spesifik niteliklerini belirginleştirmektedir.

Daha fazlası için blog yazılarımızı buradan inceleyebilirsiniz.