ความรู้ในสาขาวิชาวิทยาศาตร์

ลำดับตอนที่ #4 : คาร์บอนรูปแบบใหม่กับ C60

โครงสร้างโมเลกุลของ buckyball

            รางวัลโนเบล ประจำปี พ.ศ.2539 เป็นของ H.W. Kroto แห่ง Sussex University ประเทศอังกฤษ และ R.F. Smaller กับ R.F. Curl แห่ง Rice University ประเทศสหรัฐอเมริกา ที่ได้รับรางวัลจากการค้นพบโมเลกุลของคาร์บอนรูปแบบใหม่ที่ R. Buckminster Fuller สถาปนิกชาวอังกฤษเป็นผู้คิดสร้างขึ้น จึงมีชื่อเป็นทางการว่า buckminster fullerene หรือชื่อเล่นว่า buckyball โดยที่โครงสร้างมีลักษณะกลมคล้ายโดม geodesic หรือคล้ายลูกฟุตบอล และโมเลกุลของคาร์บอนมีการจัดเรียงตัวของอะตอมในลักษณะใหม่ ซึ่งจากเดิมโครงสร้างของคาร์บอนมีการจัดเรียงตัวได้ 2 แบบคือ แบบแรกอะตอมของคาร์บอนจะเรียงตัวกันเป็นแผ่นราบรูปหกเหลี่ยมด้านเท่า ได้แก่ โครงสร้างของกราไฟต์ (graphite) และแบบที่สองอะตอมของคาร์บอนจะเรียงตัวกันเป็นรูปพีระมิด ได้แก่ โครงสร้างของเพชร (diamond) แต่ buckyball เป็นโมเลกุลที่อะตอมของคาร์บอนจะเรียงตัวกันเป็นรูปหกเหลี่ยมด้านเท่าบ้าง ห้าเหลี่ยมด้านเท่าบ้าง และภายในโมเลกุลจะกลวง มีจำนวนอะตอมของคาร์บอนที่เสถียรทั้งหมด 60 อะตอม ทำให้ buckyball มีสูตรทางเคมีเป็น C60

                                 
โครงสร้างโมเลกุลของกราไฟต์                             โครงสร้างโมเลกุลของเพชร

            นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยการนำโมเลกุลของ buckyball มาใช้ประโยชน์ โดยได้มีการนำเอา buckyball มาทำให้เป็นตัวนำยิ่งยวดโดยการลดอุณหภูมิของ buckyball ให้ต่ำลงจนมีอุณหภูมิ –2500 องศาเซลเซียส ซึ่งที่อุณหภูมินี้ทำให้โมเลกุลของ buckyball ยอมให้กระแสไฟไหลผ่านได้โดยไม่เกิดความต้านทาน และถ้านำ buckyball มาเรียงต่อกันเป็นสายยาวจะทำให้ได้พลาสติกที่มีความแข็งแรง ทนทานมากกว่าพลาสติกอื่น ๆ และ buckyball ยังเป็นโมเลกุลที่ให้พลังงานได้มากกว่าเบนซินทำให้สามารถนำเอาไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในจรวดได้ด้วย

            เมื่อไม่นานมานี้นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเคราะห์โมเลกุลของคาร์บอนที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่กว่า C60 ได้ เช่น C70 , C240 , C540 ซึ่งมีชื่อเรียกว่า super fullerene และ C960 ซึ่งมีชื่อเรียกว่า hyper fullerene ซึ่งขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ยังทำการค้นคว้าวิจัยโมเลกุลของคาร์บอนต่อไป ดังนั้นในอนาคตเราคงได้เห็นเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่จะมีประโยชน์ต่อมนุษย์ต่อไป