السورية العربية الجمهوريةالتربية وزارة

للمتميزين الوطني المركز

بعنوان بحثي مشروع

الفيوليرين Fullerene

: الطالب تقديمالعمار ثراء شلبي سدرة بارود أيلة

عيد محمد شدود فرح الجاني آيةحمودة

. حمرة: لؤي أ إشرافالدراسي م2015-2014للعام

1الصفحة

الفهرسالصفحة الموضوعرقم

الفهرس2المقدمة35 : نانو األول الفصل

وتقاناته32: الثاني الفصل

الكروية الهندسة42: الثالث الفصل

الكيمياءواالصطناع

65 : آلة الرابع الفصلالكهربائي القوس

العملي 72 القسمالخاتمة74الجداول 75 فهرس

والصور المصادر78

والمراجع2الصفحة

الشكر80

3الصفحة

المقدمةحياتنا في وأهميتها العالم في مادة أصلب هي ما تساءلنا أن لنا سبق هل

منها؟؟؟ االستفادة و وتطويرها اصطناعها يمكن هل و اليوميةهو األلماس أن وهي أال الموضوع عن خاطئة فكرة العالم أغلب لدى لألسف

صحيحة الفكرة هذه كانت و سعره غالء يسبب مما العالم عرفها مادة أصلبهذه إدحاض تم الفوليرين اكتشاف منذ الماضي، القرن نهايات حتى

لحظة لتوقفه بأسره، العالم أنظار ووجهت تماما، العكس وأثبت النظرية،الفرضيات ينقض أن المرء يستطيع العلم تطور مع أنه حقا يدرك وتجعله

. ودقة صحة أكثر هو ما إلى ويصل صحتها ويناقشأن من الرغم المذهل C60على ولكن الكربون وهو واحد أصلهما واأللماس

وأن األمور من كثير على يؤثر أن الكربون ذرات اصطفاف يمكن كيفليجعلها كاف أمر هو ترتيبها فإن بأسرهم، والعلوم العالم بتطور يتالعب

) على ) الضوء يسلط األمر وهذا الفيزيائية أو الكيميائية خواصها في تختلفعلى قادرة تقانة وهي النانوية التقانة وأهمية الجزيئية الهندسة أهمية

الضخمة الجزيئات أحجام إلى لتصل الصغر في متناهية أحجام إلى الوصول. عديدة أمور في لتخدمنا مثالية بطريقة وتنظمها عليها وتؤثر بها وتتالعب

ببعضها C60إن متصلة وخماسية سداسية حلقات من مؤلف يكون عادةوأهمية نانوية، أبعاد ذات ة كري لتشكل ودقيق منتظم و مدروس بشكل

عالمية!بحتة، كيميائية مادة ليس الكربون أن فكرة وهي فكرة إدراك نستطيع وهنا

روعة لتشكل بينها فيما وتتعاون العلوم جميع فيها تتداخل مادة هي بلالبحت النانو بعلم تختص الفيزياء مجال في فمثال العلوم، ومعجزات التطور

علماء اهتمام محط نفسها وتضع ومرتكزاته أساسياته من لتصبحوالريمانية الكروية الهندسة عن البحث يحب من خاصة الرياضيات،

ال ومعجزة قدرة تثبت معادالت إلى لنصل الخارقة "C60واإلقليدية وخواصهاآللة" تحديد علينا اآلالت، والبرمجة المعلوماتية مجال وفي ، للطبيعة

التجربة وظروف شروط وإدخال المادة بإدخال لنا يسمح بشكل وبرمجتهاالمرغوبة المادة وهي مخرجات لتعطينا اآللة معالج وهذا( C60)فيقرأها ،

4الصفحة

بموضوع وخاصة البعض بعضها مع وترابطها العلوم تداخل على إثبات. مادة هكذا اصطناع

هذا في عالمية علمية ثورة إحداث يمكنها وهل المادة؟ هذه أهمية ما ولكنالمجاالت وماهي اليومية؟ الحياة في ليخدمنا تطويره يمكننا وهل المجال؟

الفائقة ناقليته استغالل لنا يمكن هل بها؟ نستثمره أن لنا يمكن التييمكن هل العسكرية؟ المجاالت في أهميته وماهي والكهرباء؟ للحرارة

جديدة طرق ابتكار يمكننا هل منه؟ للرصاص واقية بدالت اصطناعالطرق؟ هذه وتطوير الصطناعه

: األول الفصل1.1: نانو كلمة معنى

دقيق: - الحجم ضئيل هو ما كل على اإلنجليزية باللغة نانو كلمة تطلق النانو

الجسم. ) وفي ) قزم وتعني القديمة اليونانية اللغة من منحوتة بادئة هي النانو وكلمة

) نانو ) فمثال مليون ألف من جزء مليار من جزءا النانو يعني العلوم مجال

النانومتر يستخدم وبالمثل الواحدة، الثانية من مليار على واحد تعني ثانية

بالمجهر إال ترى ال التي الدقيقة المجهرية األشياء أطوال لقياس كواحدة

.) ميكروسكوب ) االلكتروني5الصفحة

المعروفة الذري القياس وحدة أضعاف عشرة يعادل

باألنجستروم. قطر من المرات آالف عشرات بحوالي أصغر النانو وحجم

الشعرة. وبتعبير المتر من مليار على واحد يساوي الواحد متر والنانو

وتستخدم النانو من جزء مليار يحوي الواحد المتر أن أي مكافئ

وجزيئات ذرات ومقاييس أقطار أبعاد عن للتعبير الواحدة هذه

. الفيروسات مثل المجهرية والجسيمات المركبة المواد

من مكون صف طول قياس يعادل الواحد متر النانو ذرات 13فإن من ذرة

. البعض بجوار بعضها متراصة وضعت ما إذا الهيدروجين 1غاز

من ولكن مترية النانو المواد باستخدام اإلنسان بدأ متى بدقة أحد يعرف ال

) القرن ) في عاش الذي ليكورغوس الروماني الملك كأس بأن الواضح

الميالدي على 2الرابع دليل هو لندن في البريطاني المتحف في والموجود

النانو، تقانة داخله قدم من الضوء إصدار عند األحمر باللون الكأس يظهر إذ

. الخواص هذه سبب يعود عليه الضوء انعكاس نتيجة األخضر وباللون

الفضة من نانوية لجسيمات غرويات من صغيرة كميات وجود إلى الضوئية

. الكؤوس تصنيع لطريق مثاال المقعر الكأس هذا يعد الكأس في والذهب

للوصول الصب أو النفخ خالل من الثخين الزجاج من البداية في يصنع حيث

. المطلوب 3للكأس

النانوية والفضة الذهب بجسيمات مطعمة القديمة الكنائس زجاج أن كما ،

. النانو تقانة مع تعاملوا الذين الناس أوائل من هم الزجاج صانعي فيعد لذا

المزدان الدمشقي الفوالذ من المصنوعة الدمشقية السيوف أن وكما

النانو تقانة من جزء كانت الكربون من متموجة .4بخطوط

1 2 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر، الدين عالء 24 ,23دار3 . . : . . . عالف، الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 15, 14من4 . نصور الله ضيف د النانو، وتقانة النانوية المواد

6الصفحة

تتميز حيث الميالدي الثامن القرن في األولى للمرة الدمشقي السيف صنع

. قطعها وقوة بصالبتها

حرا سقوطا عليها الساقط الحرير قطع تستطيع السيف نصلة إن قيل فلقد

أو المعادن أو األحجار قطع بعد حتى أيضا وحدته قطعه قوة على يبقى كما

. األخرى السيوف

لم السيوف سر وأن عديدة لقرون السيوف تلك تصنيع تقنيات فقدت لقد

. حديثا اكتشافه تم حتى معروفا يكن

المجهر بألمانيا دريسدن في التقنية الجامعة في وزمالئه بوفلر بيتر استعمل

في مصنوعة دمشقية سيوف من نصالت من عينات لدراسة االلكتروني

بالغة نانوية أسالكا المدروسة العينات في وجدوا ولقد عشر، السابع القرن

. في قبلهم من المنشورة العلمية الورقة على اعتمادا نانوية وأنابيب الصغر

أنابيب وجود األولى للمرة تبين موسعة دراسات وبعد الطبيعة دورية

. . الفوالذ في موجودة إنها كما السيوف في النانوية الكربون

الوسطى القرون في سميث سيوف تصنيع في النانوية التقانة استخدمت

والمرونة القوة تعطي يستخدمونها التي التقانات هذه بأن المعرفة دون

للسيف.

ويعود بعيد زمن منذ الووتز لفوالذ الطرق بعملية الهند في السيوف صنعت

إلى . 300ذلك بنية وزمالؤه بوفلر بيتر اكتشف حيث الميالد قبل سنة

فوالذ بأن ظنوا لقد النانوية، األنابيب تشبه األبعاد نانوية ألنابيب مجهرية

. معدنية انتقالية لعناصر شوائب على يحتوي الهند من القادم الووتز

للعناصر المعدنية الشوائب هذه فإن عالية حرارة درجات عند انه واعتقدوا

الكربون من النانوية األنابيب نمو على محفز وسيط دور تؤدي االنتقالية

. الخشب احتراق عن 5الناتج

ومن والسيليكا النيلة من مكون وهو المايا قبل من مايا أزرق استعمل كما

. المعادن أكسيد من نانوية بلورات

5 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالمص الذرية، الطاقة منشورات 17,16من

7الصفحة

على الظاهرة فهم سبق النانوية البلورات تحضير إمكانية أن واضحا يبدو

. النانو 6مستوى

عام حيث 1857في المعادن طحن سمي خارق بعمل فاراداي مايكل قام

. نانوية بأبعاد المعدنية للغرويات األساسية الخواص حدد

إلى كبير بشكل الذهب جسيمات تصغير يمكن بأنه فاراداي مايكل ذكر

للسوائل جميلة أواني معطية تنتشر أن يمكن حيث دقيقة جسيمات

المختلفة.

واألزرق والبنفسجي واألخضر، األحمر بين األلوان اختالف سبب يعود

. المحضر المعدن نعومة درجة إلى المحضر 7للذهب

إال إليه التطرق يتم أو يناقش لم النانوي القياس ذات الجسيمات علم إن

في جدا عام 29مؤخرا األول ريتشارد 1959كانون الفيزيائي أشار حيث م

هناك أن إلى األمريكية الفيزيائية للجمعية السنوي االجتماع في فاينمان

. األسفل في كبير حيز

إلى األسفل من األشياء مع للتعامل مقاربة اقترح ما بطريقة فهو وبالتالي

": الفيزيائي بإمكان يصبح أن المثير من التالي بقوله عنها عبر وقد األعلى

يعطي الذي الكيميائي صيغتها يكتب كيميائية مادة أي بتركيب يقوم أن

الكيميائي يقول حيث الذرات نضع حيث يركبها، والفيزيائي التعليمات

". المادة صنع يمكنك 8وبالتالي

1.2( النانو وتقنية (: Nanotechnology علم

القرن تكنولوجيا تعتبر فهي االهتمام من بالكثير النانو تكنولوجيا حظيت لقد

. عشر الحادي

النانو مواد وتوصيف بدراسة يعتني الذي العلم ذلك هو النانو علم أن حيث

جديدة مواد إنتاج إلى ويهدف والفيزيائية الكيميائية وصفاتها خواصها وتعيين

6 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالمص الذرية، الطاقة منشورات 14من

ص 7 وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو 15, 16عالم . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر، الدين عالء 25,24دار8

8الصفحة

علم على تقتصر ال النانو تكنولوجيا تطبيقات أن حيث النانوية المواد وهي

. والتطبيقات العلوم جميع لتشمل تطبيقاتها تمتد بل محدد

منتج على للحصول طريقة أو وسيلة مجرد ليست النانو تكنولوجيا وإن

النانو تكنولوجيا بفضل أنه حيث بكثير هذا من أرقى فهي العالم مميز تمكن

ومكافحة والدواء واالتصاالت الطب عالم في متالحقة انجازات تحقيق من

المواد ذرات تطويع اإلمكان من نجعل أن استطعنا وبفضله السرطان

الخاليا. توظيف إمكان عن يتحدث أن من العالم تمكن ما وبدونه الكيميائية

األجهزة استخدام من وغيره الهيدروجين بطاريات وتصنيع الشمسية

. الجوفية والمياه الشرب مياه وتنقية المحمولة

السنين مئات إلى يرجع التطبيقات بعض في النانوية المواد استخدام وإن

- أن - حيث وتوصيفها الكيميائية المركبات تحضير الكيمياء مجال في وخاصة

مستوى إلى تعود الكيميائية الجزيئات كل ومقاييس أبعاد أن إلى يعود ذلك

. متر النانو

: حولنا الذي العالم عن النانو عالم يختلف كيف

او لمسها يمكننا وال المجردة بالعين األشياء رؤية النانو عالم في يمكننا ال

. عادة نستخدمها والتي األخرى باألدوات أو بأيدينا معها التعامل

ألبعاد قريبة وهي الصغر بالغة النانو عالم في معها نتعامل التي األشياء إن

. والجزيئات الذرات

للتوتر تأثير هناك ولكن النانو عالم في صغير والعطالة الجاذبية تأثير إن

. األخرى الجزيئية والقوى 9السطحي

. إنها المهام متعددة مشغولة نانوية أنظمة عن متكاملة أمثلة الخاليا تعد

. الحجم في نانومترات بضعة من وتتكون ابعادها في جدا صغيرة

. بها الخاصة النانوية االنظمة لتطوير الالزم المنهج اآللية الخاليا 10تزود

: مور قانون9 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 18,17من10 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 24 ,23من

9الصفحة

شركة مؤسسي أحد مور غوردن عام INTELيعد مالحظة أبدى 1965حيث

: سنويا: " الواحدة الدارة في الترانزستورات عدد يتضاعف أن يمكن بقوله

خال التضاعف ليصبح الحقا بالتعديل قام السنة تلك يلي الذي العقد 24خالل

من بدال . 12شهرا ال تحت وقتها الدارة كانت ولقد .30شهرا ترانزستورا

. مور قانون الظاهرة هذه على ميد كارفن أطلق

طبيعيا قانونا وليس علميا قانونا ليس مور قانون أن نتذكر ان يجب

: قانون يعبر يلي بما قانونه عن مور عبر ولقد تنبؤي تصريح عن عبارة انه

. أسي بشكل يتغير شيء كل أن مور

هذه مهما النانو علم جعلت التي االسباب أحد اسي بشكل التغير يعد

11االيام.

: االختصاصات متعدد علم النانو علم

. متعدد علم فهو للعلوم الفاصلة الحافة على يقع النانو علم أن كم

. النانو علم حقول تنوع التالي الرسم يبين 12االختصاصات

(:1الصورة)

ص 11 وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو 24,25عالموتقانته 12 النانو علم إلى مدخل 27النانو

10الصفحة

- في – أينشتاين ألبرت العالم تناول فقد والفيزياء الرياضيات مجال وفي

السكر وذوبان انتشار كيفية الدكتوراه رسالة في العملي برنامجه من جزء

ال أنه ووجد السكر من واحد جزئ أبعاد حساب من تمكن حيث الماء في

. الواحد متر النانو يتجاوز

المكونة الجزيئات أبعاد على التعرف تم التقنيات تطور ومع بعد فيما ولكن

والجسيمات والفيروسات والحيوانية النباتية الخاليا كل وعلى للمادة

من أقل مستويات إلى الحجم في تدنى من ومنها مما 100الدقيقة متر نانو

. مثير غير يصبح أن إلى اينشتاين باكتشاف أودى

: المكونة الحبيبات صغير تأثير بدراسة فقط نكتفي فال هذه أيامنا وفي

العلمية والتبريرات التفسيرات وإيجاد لها المختلفة الخواص على للمادة

الوثيق االرتباط .لهذا

يتوجب وغايات واسعة إسقاطات لها النانوي المقياس على العلوم إن

ألن الطبيعة، من يتعلم أن اإلنسان وعلى مختلفة، نظر وجهات من إدراكها

المزيد يحتاج أنه أحد على يخفى وال بدائية والعملية التصنيعية ممارساته

. الطبيعة إلى أقرب ليكون العمل 13من

: التركيب فاعلية أو مردودية مستوى إلى أحد يصل لم المثال سبيل فعلى

أو الطاقة انتقال تسهيل بمقدوره أحد وال الطاقة، تخزين في الفوتونية

. إنه كما الحيوية الجزيئات بها تقوم التي نفسها بالفاعلية اإللكترون طاقة

جوز أشجار تقوم التي بالفاعلية وتخزينها مياه بتقنية مصنع أي بمقدور ليس

. واألصفر األحمر البطيخ أو الهند

أكثر معلومات ومعالجة تخزين المبدأ حيث من يستطيع واحد فرد دماغ إن

. اليوم حاسبات من

: فالتقانة عالية، تقانة إال ليس مصنع في يحدث إنما التقليدية الحكمة تقول

. حديثة مفيدة مواد إلى المستعملة غير البدائية المواد تحول

13 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 13دار

11الصفحة

ونالحظ التقانة، تعقيد تزايد مع يتعاظم الطبيعة في كبير أثر لها التقانة لكن

ليس طورناه ما وإن للبشرية الحضاري التقدم مع يزداد التقانة تأثير أن

. بالمطلق عالية تقانة

تحويل عمليات في األمثل المردود يؤمن لم التقليدية التقانة استخدام وإن

وذلك األشياء إلنتاج بديلة طريقة دريكسلر اقترح السياق هذا وفي الطاقة

. النانوية بالتقانة تسميتها على اتفق والذي االعلى إلى األسفل من بتجميعها

أن إلى التنويه ويجب معقدة بنى لتقديم أدى الطريقة بهذه التجميع وإن

. التعقيد هذا على للسيطرة طويال وقتا أخذت قد 14الطبيعة

أي الجزيئية، لآلالت شامال تفهما ومنهجياتها الطبيعة طرائق تنفيذ يتطلب

على تطبيقها حال في والتي والطرائق الوسائل هذه حول معرفة تكوين

. المواد هذه خال ومن وظائفية مواد توليد إلى تؤدي العضوية غير المواد

نصادفها التي لتلك مشابهة وظائف ذات فائقة بنى إنشاء يمكن الوظائفية

والفوليرين أخرى إلى نهاية من للمادة الناقلة الجزيئات مثل البيولوجية في

. النانوية الكربونية 15واألنابيب

: النانوي المقياس على المواد مع التعامل

االلكترونات باستخدام النانوي المقياس على المواد وقياس رصد يمكن

. ذلك وغير الذرات والشوارد الماسحة والمسابير والفوتونات

المجاالت، هذه من مجال لكل المتوافرة التقنيات من واسع طيف هناك

باإلضافة للمنظومة، كامل فهم إلى تقود متعددة ألدوات تطبيقات وهناك

. واقعة حقيقة األدوات هذه بفضل النانوية القياسات أصبحت ذلك إلى

ينطبق وهذا االكتشافات صنع في المفتاح هما والرصد المالحظة أن نعلم

. النانوي المقياس على خاص بشكل

الفوتونات من يتألف أن يمكن مسبار بواسطة الرصد أو القياس يجري

. يتعلق فيما ذريا حادة إبرة وحتى والشوارد، والنيترونات واإللكترونات

ص 14 وتقنياته، النانو علم إدراك النانو 14أساسيات15 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر، الدين عالء 16دار

12الصفحة

أشعة من تراوح متغيرة ترددات له الجزيء أو الضوء إن النانوية، بالمواد

الفرط أو الفوتونات حالة في ذلك بعد ما أو الحمراء، تحت ما إلى غاما

. الجزيئات حالة في النسبية الطاقات إلى 16الحراري،

. النانوية المواد دراسة إلى والهادفة المتوافرة المجاهر من العديد 17هناك

: التالية الفئات تحت تصنف هي

البصرية .1 المجهراإللكترون .2 مجاهرالمسحي .3 السبر مجاهرأخرى .4 مجاهر

: اإللكترون مجاهر

الحزمة لتجميع مكثفات وعدسات إضاءة مصدر من المجاهر هذه تتكون

وعدسات الصورة، لتضخيم مقربة وعدسات عليها، وتركيزها العينة على

. في تخزن أن يمكن مستوية صورة شكل على الصورة إلسقاط إسقاطية

على للحصول لإللكترون الموجية الطبيعة تستخدم اإللكترون مجاهر

الصورة.

اإللكتروني المجهر هما اإللكترون لمجاهر مهمان شكالن يوجد الواقع في

كمنبع اإللكترونات يستعمل وكالهما النقلي، اإللكتروني والمجهر المسحي

: المستخدمة فالعدسات جوانب عدة من يختلفان ولكنهما العينة، إلضاءة

اختالفا تختلف كهرطيسية عدسات هي المسحي اإللكترون مجاهر في

الرغم على النقلي اإللكترون المجاهر في الزجاجية العدسات عن واسعا

. منهما كل في تطبق متشابهة مبادئ وجود 18من

: المسحية المسبارية المجاهر

ص 16 وتقنياته، النانو علم إدراك النانو 31أساسياتص 17 وتقنياته، النانو علم إدراك النانو 36أساسيات18 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر، الدين عالء 38دار

13الصفحة

ما مادة لفحص نانوية أبعاد ذو مسبر يستخدم المسحي المسبر تقنية في

. بقاء على الحفاظ طريق عن ذلك ويتم سطحها على الفحص يتم حيث

. المادة على متحركا المسبر رأس

من متعددة بأنواع تتم العينة، بتحريك التقاطها يمكن التي المعلومة إن

صورة لخلق تستخدم العينة عبر وتغيراتها الملتقطة البيانات إن الطرائق،

ما بالحركة التحكم وبمدى بالعينة، تتعلق كهذه صورة دقة إن حيث للعينة،

. للبيانات األصلية والطبيعة والعينة المسبر رأس بين

وتسمى واسع، وبشكل المسبارية المجهرية التقنيات من نوعان ويوجد

الذرية القوة ومجهر المسحية، النفقية 19المجهرية

بنغ غرد من كل به قام الذي اإلبداعي العمل نتيجة المجاهر هذه كانت لقد

الماضي القرن من الثمانينيات في رورر وهاينريش

التعرج لتتبع كمجسات حادا رأسا المجهر من األنواع هذه تستعمل

العينة لسطح الطبولوجي

: الماسح النفقي المجهر

ذري مستوى على األبعاد ثالثية صورا الماسح النفقي المجهر هذا يعطي

العينة ذروة 20لسطح تمسح حيث جدا، حاد كاشف رأس المجهر وهذا

. دراسة في المجهر هذا يستعمل محددة مسافة من العينة سطح الكاشف

. قطر مرتبة من مسافة من ببطء العينة سطح مسح ويتم العينة سطح بنية

الذرة.

مقطع على والحصول العينة سطح تفاصيل أدق بمسح لرأس ذلك يسم

. العينة لسطح البعد ثالثي

. ذري مستوى على السطوح لفحص قوية اداة الماسح النفقي المجهر يعد

وفي الفائق الخالء في يستخدم حيث متباينة ظروف في المجهر هذا يعمل

ص 19 وتقنياته، النانو علم إدراك النانو 68,69أساسيات20 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 42من

14الصفحة

م تتراوح حرارة درجات وعند مختلفة غازات أو سوائل بوجود العادي الجو

0. المئوية الحرارة درجات من مئات بضع حتى كلفن

. االهتزازات عديمة جدا ثابتة بيئة الماسح الفقي المجهر عمل يتطلب

الوسادات او الغازية أو المعدنية النوابض االهتزازات لمنع عادة تستخدم

. الفوالذ من كبيرة منصة على المجهر يوضع أن أو الهوائية

للتركيب مختلفة طرائق وتحتاج مختلفة النانوية المواد أن نجد وبذلك

. والتطبيق 21والتشكيل

: النانوية المواد خواص

القياس على شيء شبه ال يكو الصغير المقياس على الذرات سلوك إن

فغن المقياس ذلك في الذرات مع وتعاملنا المقياس صغر كلما ولهذا الكبير

. تمام مختلفة قوانين هو يطبق ما

النانوية؟ للمواد األساسية الخواص هي ما

مع التعامل فعند أبعادها، إلى المواد تلك خواص في األساسية الميزة تعود

في لكن، األبعاد مع كثير تغير ال لخواص فإن واقعي عالم في جسيمات

تلك أبعاد في الكبير التغير نتيجة كبير بشكل الخواص تتغير النانو عالم

الجسيمات.

ولنقل جدا جدا صغيرة جسيمات إلى المادة حجم باختزال قمنا 1إذا

. السطح على تكون الجسيمات لتلك المكونة الذراع جميع فإن نانومتر

من األبعاد زيادة تكت إلى 1وكلما الذرات 5أو 2نانومتر عدد فإن نانومتر

. يتناقص سوف السطح على

: خواص لها اخرى مادة أي أو الحديد مادة أخذنا لو الخواص تغير على كمثال

تتغير سوف الخواص فإن الجسيمات، أبعاد بتصغير وقمنا مغناطيسية

المتناهي الصغر نتيجة المغناطيسية خواصها الجسيمات هذه وستفقد

ألبعادها.21 , وتقانته النانو علم إلى مدخل النانو 47 ,46عالم

15الصفحة

من وبأبعاد صغيرة الذهب جسيمات تصبح عندما لكن كمعدن، الذهب يلمع

الجسيمات هذه تلمع وال المعدنية، خواصه يفد الذهب فإن النانومتر رتبة

كالذهب.

. تكون عندما لكن الحلي من يصنع ولذلك كيميائيا فعال غير الذهب يعد

. نقطة وتتغير كيميائيا فعاال يصبح الذهب فأن نانوية أبعاد من الجسيمات

فعلى نانوية أبعاد إلى جسيماها تتحول عندما الصلبة لألجسام االنصهار

: درجة عند الصغيرة األبعاد ذات الذهب جسيمات تنصهر المثال سبيل

. الكبير األبعاد ذات الجسيمات م أقل 22حرارة

: وتأثيراتها الجسيمات ابعاد

ولنفترض نانوية أبعاد ذات الجسيمات تكون خواصها 50عندما فإن مترا نانو

. الجسيمات أبعاد تكون وعندما نعرفها كما األساسية للمادة مشابهة تكون

. تصبح عندما األبعاد مع خطي بشكل تتغير خواها فإن ذلك من أصغر

. معتادة غير جديدة خواص على نحص فإننا صغيرة 23الجسيمات

: الكادميوم سيلنيوم بأبعاد المتعلقة الخواص

: الضوء تسليط عند المثال سبيل على الناقلة نصف المادة هذه نأخذ عندما

عندما االحمر الضوء يصدر حيث مختلفة، بألوان ضوء تعطي فإنها عليها

قطره بقطر 5يكون يكن عندما واألخضر متر .3نانو 24نانومتر

: النانوية المواد لتحضير المختلفة الطرائق-: الفيزيائية لتحضير الطرائق وكيميائية فيزيائية طريقة هناك

طاحونة باستعمال المواد طحن نستطيع حيث النانوية، المواد

جسيمات على الحصول الغازي الطور إلى المواد بتبخير أو الكرات،

تعد لكن صغيرة جسيمات إلنتاج الليزر استعمال يمكن كما صغيرة

. النانوية المواد تحضير في فاعلية أكثر الكيميائية الطرائق

22 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالمص الذرية، الطاقة منشورات 37 ,36 , 35من

ص 23 وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو ،38, 37عالم24 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 39 ,38من

16الصفحة

-: الكيميائية ما الطرائق معدن من نانوية جسيمات تحضير نستطيع

مثل مرجعة مادة من آخر وسيط أو الكحول من المعدن ملح يتفاعل

. عضوية محاليل في الصغيرة المعدن جسيمات تنحل الليمون حمض

. تحضير أجل من للمعدن النانوي المحلول ليتشكل محددة

. أخذ يمكن مشابهة مواد أو أكاسيدها أو للمعادن النانوية الجسيمات

أو الماء مثل للغلي قابل محل في مرجع وسيط مع المعدن خليط

. المفضل من التسخين يتم ثم ومن عضوي أمين أو الهيدروكربون

." قنبلة " ك يعمل بإحكام مغلق وعاء في التسخين يكون أن غالبا

. النانوية الجسيمات من عدة أنواع تتشكل سوف الشروط وتحت-: الحرارية والمذيبات الهدروحرارية الطرائق

الهدروحرارية بالطريقة للغلي مذيبا بوصفه الماء استعمال طريقة تسمى

الهيدروكربون مركبات مثل المغلي العضوي المذيب استعمل حال وفي

. الحرارية بالمذيبات تدعى الطريقة هذه فإن

محكم وعاء في بتسخينها وقمنا المعدن خالت أخذنا إذا ذلك، على ومثال

من نانوية جسيمات على نحصل فإننا هيدروكربوني مذيب بوجود اإلغالق

. أكسيده من أو 25المعدن

-: الحرارية المذيبات تفاعالت

تحضير في الشائعة الطرق من الحرارية المذيبات تفاعالت استخدام يعد

. إحاطة وسيط أو البوليمير عادة يضاف النانوية الجسيمات من عديدة أنواع

القيام يمكن الجسيمات، شكل في التحكم أجل من التفاعل لمزيج حصر أو

األبعاد ذات النانوية الجسيمات على الحصول أجل من انتقالية ببلورة

المتساوية.

: عضوية الال الكربونية األنابيب

25 , وتقانته النانو علم إلى مدخل النانو 52, 51عالم

17الصفحة

عام منذ الكربونية النانوية األنابيب كان. 1991عرفت عدة سنوات وبعد

أخرى، ومواد المعادن وأكاسيد سلفيدات من نانوية أنابيب تحضير باإلمكان

. فقط الكربون من مصنوعة ليست النانوية األنابيب فإن ولذلك

: النانوية المواد تجمع

المواد ترتيب يمكن كيف وهي النانوية، المواد تصنيع بعد أخر تحد هناك

أنواع عادة تستخدم المطلوبة؟ للتطبيقات معين بأسلوب المحضرة النانوية

. وفي المحضرة النانوية للمواد النانوية البنى لتجميع الوسائط من مختلفة

. األلكانات كبريت شائع بشكل يستخدم المعدنية النانوية الجسيمات حال

الرابطة على .H-Sالمحتوي الجسيمات تلك لتجميع

- معدن الروابط مشكلة المعدن مع الكبريت لذرات ارتباط يحدث كماكبريت.

بهدف حصر كوسائط واألمينات البوليمرات مثل أخرى مركبات نستخدم

. مختلفة بنى أو بأشكال نانوية جسيمات على الحصول

: المعدنية النانوية الجسيمات تحضير

في المعدن أمالح بإرجاع الذهب مثل المعدنية النانوية الجسيمات تحضر

. الوسيط يكون أن ويمكن مناسب مرجع باستخدام ذلك المذيبات بعض

. في اإلرجاع يحدث وقد المعدن هيدريد أو الليمون حمض المناسب المرجع

بهدف األخرى الكيميائية المركبات بعض أو البوليمرات بوجود األحيان بعض

. وأبعادها المحضرة النانوية الجسيمات بشكل التحكم

: الغرافين تحضير

العليا الطبقة إزالة خالل من الغرافين من أحادية طبقة على الحصول يمكن

. ذلك بعد الناتجة الطبقة وتوضع الصق شريط باستخدام وذلك للغرافيت

بشدة الغرافيت معالجة خالل من خواصها، لدراسة صلب حامل على

الغرافين طبقة فإن أخرى، بسوائل أو المت في الصوتية فوق باألمواج

. أن. يمكن إذ الغرافين على للحصول معروفة كيميائية طرق هناك تنفصل

. وهناك الغرافين على للحصول النيكل معدن سطح على الميتان غاز يتفكك

18الصفحة

خالل من الغرافيت أكسيد بتحضير وذلك الغرافين لتحضير أخرى طريقة

بالصعق الغرافين أكسيد من وحيدة طبقة على والحصول الغرافيت أكسدة

. الغرافين. على للحصول الغرافيت أكسيد إرجاع ثم ومن 26الحراري

: النانوية المواد

1.: الكربونية الفولليرين جزيئات

. عالية بقفزات يبشر انه كما ما حد إلى قديم علم هو الفولليرين علم إن

. النانوي العلم في

العام في الجزيئات هذه اكتشاف فتح .1985لقد ككل للعلم جديدا عهدا

تختلف والتي الكربون من جزيئية أشكال بأنها الفولليرين وصف يمكن

توجد إذ عام، ألف منذ والمعروفة الواسعة الكربون أشكال عن بينا اختالفا

. كروية بنية ذات وكلها له عديدة جزيئية أشكال

تم قد عنصر ألي األوحد المتأصل الشكل هذا من المجال هنا نرسم

على األول المقام في يركز والذي العشرين، القرن في .C60اكتشافه

كربون ذرة ستون من مكون جزيء الصدفة طريق عن العلماء اكتشف

دلت وقد عالي وبتناظر القدم لكرة مشابها نموذجا تشكل والتي مكافئة

العام منذ كهذه بنى وجود على النظرية .1970الدراسات

الكروي التركيب في ليس ولكن الغرافيت مشابه كربون الفولليرين وإن

المسدسات من مجموعة من يتكون الذي المجوف للفولليرين

. مستويا يكون أن من الشكل تمنع التي والمخمسات

-: الفولليرين نشأة

حيث الفولليرين اكتشاف إلى أسهمت علماء قبل من دراسات هناك كان

استخدم والذي عنقودي منبع على يعملون وفريقه هيوستن العالم كان

أجل من وغيرها الصوتية فوق الجزيئية الحزمة وتمدد والتبخير الليزر

. المطاف نهاية في المواد اكتشاف26 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 56 , 55، , 54, 53من

19الصفحة

وقد وكوكس كالدور من كل بواسطة أنجزت مشابهة دراسات هناك أن كما

دراسات سبقتها التي دراساتهما أثقل smallyأظهرت كربونية عناقيد وجود

.C33من للعناقيد فردي عدد أي يلحظ لم لالهتمام مثير وبشكل أنه علما

مع بالمقارنة تفاعلية غير خاص بشكل كانت العناقيد هذه أن أيضا وجد لقد

. منها األخفض العناقيد

ويساوي ثابتا المخمسات عدد يكون الجزيئات هذه عدد 12وفي ويكون

. عشوائي المسدسات

مخمسا 12يوجد C60في كربون 20وجها ذرة يحوي أنه علما مسدسا وجها

و واحدة . C70مميزة المميزة ذرات خمس فيه يوجد

كيميائية مركبات وجود أمكانية هناك الكبيرة الفولليرين جزيئات في

الفولليرين أن كما كيرالية، أيضا هي الفولليرين جزيئات وبعض آيزوميرية

بسبب ولكن يعتقد، مما أكبر يشكل اآليزوميرية المركبات من العديد تملك

. محدودا اآليزوميرية المركبات عدد يكون المعزول المخمس 27قاعدة

-: الفولليرين وتنقية تركيب

وغرفة لحام محول هو األمر يحتاجه ما كل الفولليرين تركيب عملية في

الكترودات توضع الغرافيت، قضبان وبعض تفريغ مضخة إلى موصولة

من قوس وإطالق البعض بعضها مع قريب تالمس حالة في الغرافيت

رتبة من توتر إلى نحتاج القوس هذا واستدامة األرغون، أو 20الهليوم

. متقطع أو مستمر فولت

نظر وجهة من والنقي العالية المسامية ذو الغرافيت يستخدم عام بشكل

المتولد السخام إن عالي، تبخر معدل تحقيق أجل من الطيفي، الحقل

الجدران في يتواجد أن ممكن والذي بالماء المبردة السطوح على يتجمع

دقائق، خمس لمدة القوس ديمومة وبعد هذا الفراغ، لغرفة الداخلية

في السوكسليت يستخرج ثم ومن تجميعه ويتم والسخام الفراغ يتحطم

27 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء ،133 132دار

20الصفحة

مظلم - 6-5فترة أحمر بني محلول إلى يؤدي الذي البنزين، أو ساعات

. الفولليرين من خليط هو والذي

الفولليرين جزيئات .HPLCتتطلب التنقية أجل من

الكربون لصنع الوحيدة الطريقة ليس القوسي التبخير وجدت 60إن فقد ،

الكيميائي البخار ترسب بعد اللهب ألسنة في الفولليرين جزيئات

في ويتواجد قديم نيزك تأثير عن ناشئ وهو الماس، إلنتاج ذاته المستخدم

. يصنع لم ذلك ومع الماس من الفولليرين صنع يمكن أنه كما سقوطه مكان

كانت أنها من الرغم على الكيميائية التفاعالت خالل من الفيوليرين أحد

تصنيع يمكن إنه ويقال العضويين، الكيميائيين أثار احتماال أو إمكانية

. الكافور من الفيوليرين

من تشكيلها يمكن العليا الكربون عناقيد أن الكتلي الطيفي التحليل بين لقد

المنظومات تنتج الليزري، التبخير بعد للبوليمرات، الليزري التبخير خالل

الكربون تنتج المشبعة، غير بالكربون الغنية عدة 60الحلقية توجد أنه علما ،

الكربون إلنتاج أخرى غريبة 6028وسائط

-: المكثف الطور في الكربون كيمياء

الكربون ان يعتقد كان قرابة 60اساسا يملك ألنه آروماتي جزئ 12500هو

تكون حيث االنظمة بعض في انه نتذكر ان يجب ولكن محتملة طينية

المضاعفة الروابط االنظمة هذه تتجنب المسدسات من قريبة المخمسات

في المضاعفة الرابطة وجود الى ذلك في السبب يعود المخمسات في

وفي االنفعال من يزيد مما الروابط مساحات من تقلل التي المخمسات

الكربون هي 60حالة المضاعفة الروابط تتجنب فقط واحدة بنية توجد هذه

الكربون وان ضعيفة هي االلكترونات نزع عملية ان يعني وهذا المخمسات

60. العطرية قليل هو

الطور في اندماجية لتفاعالت يخضع الفيوليرين ان الى االشارة تجدر

الكتلي الطيف ان وجد الفولليرين ألفالم الليزري التبخر في حيث الغازي

28 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر الدين عالء 136, 135دار

21الصفحة

فوق ما جدا العالية الكتل عند ذروة أقفاص m/z 720يبين دمج يقترح وهذا

.60الكربون أكبر ففصية هياكل 29لتشكيل

-: الضغط أثار

الكربون من كال وإن 70والكربون 60إن ناعمة صلبة أجسام هي

المحور – حول الغرافيت انضغاطية مع تقارن تطبيق cانضغاطيتها عند

بمعدل , االتجاهي الترتيب حرارة درجة تزداد ضغط k 10الضغط عند

الكربون Gpa 20قرابة الضغط 60يخضع فوق و تناظرية بنية إلى النتقال22Gpa , حول برهانا الطور هذا يبين و ترتيبية ال مرحلة إلى المادة تخضع

المهجن الكربون sp3الكربون الضغط , C70في قرابة الالترتيب يحدث

12Gpa المهجن الكربون فقط عندئذ يرى اقتراح sp2و إلى ذلك إلى ويؤدي

- الدر, ديليز إضافة عبر البلمرة أن بما في Diels-Alderمفاده تتم أن ينبغي

الكربون. C60الكربون في تفاعل يحدث أن يمكن لوحظ C70فال قد أنه علما ،

ضغط Polymerizationبلمرة شروط وتحت هذا الضوئي اإلشعاع بعد

الكربون تحويل يمكن منخفضة، C60قصوى، حرارة درجات عند ماس إلى

الكربون في أيضا تحويل هكذا رؤية يمكن .C70كما

" مرتب " الال في األمور الضغط وتحت تماما منخفضة ضغوط عندamorphization الفوتونية اإلضاءة نطاق تخضع ،Photoluminescence عند

eV1.6 الخطوط في األكبر الموجة أطوال نحو انزياح أي أحمر، انزياح إلى

. الضغط عند ثقيل جسم من المرسلة مع 3.2Gpaالطيفية النطاق ،يندمج

. ال توسع عن ذلك ينشأ الفوتونية الضوئية الفجوة النهيار الموافقة الخلفية

HOMO والLUMO جزيئية الضمن للمسافة تقصير عن تنتج -Interوالتي

molecular. الكرة ضمن الترنح تكامل في مصاحبة زيادة 30وعن

- ) الفبوليرينات ) في الفائقة والموصلية الناقلية الموصليةالمستحضرة:

ص 29 وتقنياته، النانو علم إدراك النانو 140 , 139أساسيات30 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر الدين عالء ،146دار

22الصفحة

عناصر كميات حساب لعملية الموافق البوتاسيوم مع المزج ينتج K3C60إن ،

بحدود انتقالية حرارة درجة مع فائق ناقل الطور 19.8Kنصف وجد ولقد ،

KxC60. معدنيا إنه مبكرا

) ( البوتاسيوم مع الممزوج المستحضر الغرافيت أن إلى اإلشارة المفيد ومن

. من جدا منخفضة حرارة درجات عند لكن فائقة موصلية إلى أيضا يؤدي

مزج إن ثانية، الكالية "Liو Naجهة معادن لكن فائقة، موصلية إلى يؤدي ال

alkali "فائقة مواصالت انتقال superconductivityتنتج حرارة درجة عند

. Tcعالية أن وبما هذا الظاهرة نفس يبين المعادن بين المزج t1uLUMOوأن

في أخرى إلكترونات ستة حقن يمكن التدهور، ثالثي تجدر. t1gLUMOوهو

المعدن ذرات من االلكترونات هذه نقل يمكن وبسهولة أنه إلى اإلشارة

فراغات داخل . fcc c60المتوضع اإلشارة تجدر األوجه والثمانية الرباعية

العالية الحرارة درجة عند العضوي الفائق الناقل إلى هو tcهنا Rb2الذي

Cs C60 حرارة درجة .k = tc 31تساوي له

ل المستمر الملء أن يبين الطيفي التحليل التعرض LUMOإن بعد يتم

ال نطاق وإن تحت LUMOالممتد ما إلى .Erينزاح عازال إياه جاعال

الحاالت عن مسؤولة هي جزيئية البين االهتزازية الطاقة إن القول ويمكن

الفائقة الموصلية تذكر ولم المواد هذه في الموصلية فائقة األرضية

. المنخفضة لتناظريتها نظرا العالية 31للفولليرينات

الكربون - في اآلنية :C60 TADEالمغناطيسية

. اآلنية المغناطيسية هي الشحنة لنقل كنتيجة تنشأ مهمة خاصية هناك

في فقط عليها برهن وقد نادرة ظاهرة هي العضوية اآلنية المغناطيسية إن

\ ينتج أنه عنه يعرف والذي فقط واحد مانح فق يوجد إذ المنظومات بعض

الكربون مع التراكب أو للتعقيد نتيجة اآلنية TDAEوهو C60المغناطيسية

"tetrakisdimethylaminoethylene "الملحوظة الحرارة درجة إن ،Tc161هيk

. العضوية المواد في الموجودة األعلى الحرارة درجة تعتبر والتي31 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر الدين عالء ،148 , 147دار

23الصفحة

عضوية لمغناطيسية العضويين المانحين من عدد عن البحث تم كما

. واضحة مغناطيسيا ترابطا أظهر قد جميعهم أن من الرغم على 32محتملة،

-: البصرية الخواص

النقلية C60يعطي الخواص أن كما احمر، ضوئا جزيئية بمناخل الملتقط

الكربون في . C60للضوء أن وجد كما درست السيليكا أفالم في المجسد

خاص C60الكربون وبشكل الخطية غير البصريات أجل من مثيرة مادة هو

. الخاص التوافقي 33التوليد

-: االعتيادية غير الخواص بعض

الكربون .C60أظهر الذوبان أو لالنحالل قابليته حيث من عادي غير سلوكا

الكربون على الدراسات درجة C60وتشير عند أعظمية محلولية توجد أنه

أي الغرفة الحرارة 280kحرارة درجة تحت للحرارة ماصا التفكك ويكون

الطور في تغير ذلك وسبب فوقها للحرارة ناشرا يكون بينما الغرفة

.C60للكربون للمذيب العائد التبلل بواسطة المعدلة الصلبة الحالة في

وتستطيع مائية، أوساط في تفاعلها نتيجة سمي الفيوليرين أنواع بعض إن

تلف تسبب التي التأكسد فائقة السالبة األيونات توليد الفولليرينات هذه

. وموتها الخاليا

جزئ تركيب هي األوجه متعدد الفيوليرين تركيب في الطرق أحدث من

الكربون داخل تام C60هيدروجين إغالق إلى أدى خطوات بأربع تفاعل وفق

34لها.

-: االتجاهي الترتيب أو التنظيم

بحث الذي مظهرها فإن للفولليرينات، المتعددة الخواص إلى باالستناد

. التناظر ذات الجزيئات تتبلور عام بشكل اتجاهي ترتيب ذو هو واسع بشكل

. الفولليرينات بعض االتجاهي ترتيب الال من معينة درجة عند العالي النقطي

وتقنياته 32 النانو علم إدراك النانو 148أساسياتص 33 وتقنياته النانو علم إدراك النانو 149أساسيات34 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسيات

ص للنشر، الدين عالء 151 , 150 , 149دار

24الصفحة

بواسطة البعض بعضها مع وتظل بعيد حد إلى الشكل كروية هي المنخفضة

فالز " در فان تحتاج " Van der waalsقوى ال جزيئاتها اتجاهات وإن الضعيفة

. هذه أثبتت لقد المرتب الكريستال في الحال هو كما مرتبة تكون كي

تالئم أن تستوجب الكبيرة الحرارية البارامترات أن بحقيقة العالية التناظرية

. الحاجة في السبب هذا التناظر عدم يشكل الملحوظة االنكسارية األشكال

الكربون تثبيت هاوكينز "C60إلى فعلها كما الذرية األوضاع لتنعيم جزيء مع

Hawkins."35

2.: النانوية الكرات

من الفولليرينات فئة إلى تنتمي التي النانوية الكربون كرات أهمها من

الكربون قشور C60جزيئات من مؤلفة أنها إذ بالبنية عنها قليال تختلف لكنها

فجوات، سطحها على يوجد وال خاوي ومركزها البعض بعضها فوق متراكبة

البصل اسم عليها أطلق فقد لذا البصل بنية كبير حد إلى تشبه البنية وهذه

من أكثر إلى النانوية الكرات هذه قطر يصل .500وقد نانو

3.: النانوية الجسيماتالجسيمات هذه أن إال العهد حديث مصطلح هو النانوية الجسيمات

المصنعة المواد في موجودة فهي الماضي في مستخدمة كانت

القديمة الكنائس بعض زجاج في مثال الزمان، قديم منذ والطبيعية

عنقودية مجموعات فيها يوجد إذ الجميلة، األلوان منها تنبعث كانت

يصل وقد الزجاج هذا مع ممزوجة الفضة أو الذهب أكاسيد من صغيرة

المرئي، الضوء موجة طول يقارب ما إلى العنقودي التجمع حجم

. الرائعة ألوانه إلى وتفريقه الضوء تشتيت على قادرة تصبح وبالتاليأو ) الذرات من لعدد جزيئي أو ذري تجمع إنه على النانوي فالجسيم إذا

وترتبط( ذرة مليون إلى ذرات بضعة من عددها يتراوح حيث الجزيئات

يتعدى ال قطر وبنصف تقريبا كروي بشكل البعض 100ببعضها

36نانومتر .

ص 35 وتقنياته، النانو علم إدراك النانو 144أساسيات

36 . نصور الله ضيف د النانو، وتقانة النانوية المواد

25الصفحة

: الحمض تفاعل من تصنع كزيوس بنفسجي المشهورة الصبغة كانت لقد

القصدير اكسيد من فعليا يتكون الذي ألوريك كلورا حمض مع القصديري

الذهب من النانوية الجسيمات مع

إلى للوصول معدنية بالجسيمات الزجاج تطعيم في مهرة الرومان كان لقد

. المصنع الزجاج في معبرة 37تأثيرات

.

4.: النانوية الكربون أنابيبمدخل

) ( عام في ميجي جامعة من ليجيميا سوميو العالم تمكن من 1991لقد

متر النانو رتبة من قطره ألن بذلك سميت النانوية الكربون أنابيب اكتشاف

و, مترات نانو بضع قطرها مجوفة اسطوانية أنابيب عن عبارة وهي

االسطواني الشكل لتأخذ محور حول تطوى الغرافيت شرائح من مصنوعة

( بالفوليرين مغلقة نهايته مستقيم أنبوب على الحصول تم أما(C60وقد

كربون ذرة منها عقدة كل في سداسية شبكة من مكون فهو نفسه األنبوب

جوار في الناقلية شديدة تصبح أنها على تجارب دلت , 0.3وقد ولكن كلفن

إلى , األنبوب طول يصل حيث األنبوب بطول يتعلق 38ميكروميتر.100ذلك

: الكهربائي، بالقوس االنفراغ منها متعددة بتقانات األنابيب هذه تصنيع ويتم

عالي ضغط وتحت الكربون أكسيد أول باستخدام الترسيب بالليزر، القشر

جدا.

-: الكربونية النانوية االنابيب أنواعالجدار أحادية النانوية الكربونية االنابيب تكون ان او single walledيمكن

الجدار multi walledمتعددة

من يتراوح قطرا الجدار األحادية الكربونية النانوية االنابيب 10إلى 1تمتلكاالنابيب تتكون كما النانومترات مئات الى يصل قد وبطول مترات نانو

37 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالمص الذرية، الطاقة منشورات 14من

38 . نصور الله ضيف د النانو، وتقانة النانوية المواد

26الصفحة

تحيط التي الغرافيت طبقات من الجدار المتعددة الكربونية النانويةمن قطره يتراوح الذي الصغير المركزي نانومترات 10الى 1باألنبوب

من مكونة الجدار األحادية الكربونية النانوية االنابيب الى اإلشارة تجدرمن بقطر وحيد أخرى 10الى 1أنبوب طبقات بأي محاطة وغير نانومترات

الغرافيت منانابيب على الحصول يمكن فانه الغرافيت الصفائح لف طريقة على اعتمادا

انابيب على الحصول يمكننا والخواص اليدوية في مختلفة نانويةلف عملية الختالف نتيجة ناقلة نصف او معدنية بخواص تتمتع نانوية

الغرافيت صفائح: الجدار متعددة الكربونية النانوية االنابيب

من عدة طبقات من الجدران متعددة الكربونية النانوية االنابيب تتكوناألخرى ضمن الواحدة الغرافيت صفائح لف يتم بحيث الغرافيت

الكربونية االنابيب بنية تشبيه يمكن أنبوب شكل على للحصولمألوفين بنموذجين الجدران المتعددة النانوية

الروسية الدمية النموذج ففي البرشمان نموذج او الروسية الدمية نموذجشكل على األخرى داخل الواحدة مرتبة الغرافيت صفائح تكون

البرشمان نموذج في اما القطر زيادة مع المركز متحدة أسطوانةأنك لو كما نفسها حول الغرافيت من واحدة طبقة لف نتيجة فيحدث

. نفسها حول إخبارية جريدة بلف 39تقوم

من مكونة طبقة وكل عدة طبقات من يتكون الغرافيت بأن نعلم كما. سداسية كربون حلقات

المهجنة الصلبة الحالة أكثرها SP2تضع وإن البعد، ثنائية هيكلية بنى للكربون

األكثر اآلخر المتأصل الشكل ويوجد الغرافيت، المتأصل شكلها هي دراسة

المهجنة الذرات ذو الماس هو من. SP3شهرة البعد ثنائية الصفائح تجعل

المهجن بالتالي SP2الكربون ويمكن الورق، قطعة مثل والثني للف قابال

يمكن ال لوحدها، المسدسات وباستخدام هذا منه، االسطوانات صنع

المخمسات إدخال ويؤدي مغلقة، البعد ثالثية هيكلية بنى يعطي أن للكربون

ستة األقل على يحتاج حيث مغلق، قفص ذات ثالثية هيكلية بنية إلى

. األسطوانة جوانب من جانب كل على مخمسات

بالغرافين الكربون من الوحيدة الصفيحة خاللها , graphemeتسمى ومن

, الكربون صفائح لف ويمكننا نانوي كربون أنبوب صناعة نستطيع39 . . : . . . عالف الوهاب عبد د عثمان، إبراهيم د ترجمة راو ر ن س وتقانته، النانو علم إلى مدخل النانو عالم

ص الذرية، الطاقة منشورات 33من

27الصفحة

, شكل ذات الكربون صفيحة جعل يمكن حيث مختلفة بطريقة المسطحة

" تناظري , " بشكل الغرافين بطوي رغبنا وإذا األنبوب محور حول حلزوني

وعليه , جنب إلى جنبا عنها الناتج األنبوب في المسدسات ترتيب يمكن فإنه

معينة " " زاوية من و مختلف بشكل الغرافين طوي إذا فيما نتصور أن يمكن

محور, , حول ملفا المسدسات فيه تشكل حيث أنبوب خلق إلى ذلك يؤدي

" الغرافين , " صفيحة لطوي الطرائق من نهائي ال عدد يوجد حيث األنبوب

من , مختلفة أنواع تشكل وكلها مختلفة حلزونيات ذات أنابيب يشكل مما

األنابيب.

على يساعدنا ما وهذا يتغير لألنابيب الحلزوني المجال هذا بأن العلم ومع

خواص في وتعدد تنوع إلى تؤدي متعددة، أنبوبية هياكل على وقوعها

. تتغير اإللكترونية البنية فإن تتغير الحلزونية أن وبما األنابيب

-: بعبارات األسطواني لألنبوب أفضل وصف تقديم يمكن

1. األنبوب- قطر

التماكب- 2- التماكب chiralϴزاوية شعاع أنبوب لدينا يعرف حيث ،chiral:

C= na1+ma2 بارمترين الشعاع. dوϴوفق واحدة صفيحة a1، a2تعرف

) ( .، للغرافين واحدة صفيحة المسطحة الغرافين صفيحة في الغرافين

مع ذرة كل وصل يتم بحيث سداسية، هيكلية وفق الكربون ذرات وترتب

. جيرانها من ثالث

. كربون ذرة يكافئ رأس أو ذرة كل نجد ونحن

الشعاع يصل علم Cبحيث نظر وجهة من متكافئتين نقطتين بين

الكريستال.

الزاوية " ϴتساوي أجل " من درجة ثالثين إلى الزيكزاك محور بالنسبة

. األخرى، النهاية مع األنبوب نهاية لففنا إذا الذراعين ذي الكرسي األنبوب

طرائق، عدة وفق يحصل أن يمكن اللف أن علما أسطوانة، على نحصل

الروابط زوايا وأن

28الصفحة

. األنبوب خواص إن نقول أن فيمكن إذا األسطوانة صناعة عند تتشوه ال

التماكب لزاوية وفقا .dوللقطر ϴتتغير

بالترميز ) األنابيب nتتمايز ، m( )ترميزه أنبوب فمثال يكون(. 4,2، وهنا

وفق , C=4a1+2a2الشعاع انتقاالت أربعة بأجزاء وصفه يمكن والذي

," زاوية " وفق انتقالين و زيكزاك ,120االتجاه الزيكزاك محور من درجة

األنابيب ألن(( , n,0تسمى الزكزاكية , ϴباألنابيب فإن= وبالتالي صفر

حيث( ,n,nاألنابيب) بذراعين الكرسي ذات باألنابيب =30تسمى

ϴ ,تناظر ومستوى عالية تناظرية األنابيب من النوعان هذان يملك درجة

, األنبوب هو األنابيب من آخر نوع وهناك األنبوب محور على عمودي

(" أو n,m )chiralالتماكبي" يسارية تكون أن يمكن األنابيب هذه

وذلك , دورانيا المستقطب للضوء بصريا نشطة االنابيب تكون سوف يمينية

. األنبوب محور طول 40على

البارمتران نوجد أن :nو mمن ϴو dيمكننا المعادالت طريق عن وذلك

d=C π=√3 r cc (m2+mn+n2 )12 /π

ϴ =tan−1 ⌊√3m /( m+2 n ) ⌋

الغرافين )C-Cهي r c-cحيث طبقة من المسافة أنجستروم(1.421أي

على cو الغرافين طبقة تناظر وبسبب هذا التماكبي الشعاع طول

نفسها ) الترميزات لها األنابيب من العديد أن من فهي ( n,mالرغم

أنبوب ) لدينا كان إذا نفسها، ذا( n,0تظل نفسه األنبوب هو فيكون

زيادة(, n,0الترميز) .nوmومع األنبوب قطر يزداداألحادية النانوية الكربون أنابيب عن فقط كله تسمى singleهذا والتي

الجدار أحادية النانوية لكن single-walled nano tubesاألنابيب

جدران ال متعددة األنابيب هي تجريبيا مالحظتها تمت التي األنابيبmulti walled وفي األخرى داخل واحدة مكدسة أنابيب عن عبارة وهي

بين البعد ثالثي ترتيب يوجد ال النوع، هذا من النانوي األنبوب تجمعات

40 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 163دار

29الصفحة

في السبب يعود الغرافيت جسم في الحال كما الغرافيتية، الطبقات

والتي األنابيب بين الموجودة الدوران في الحرارة درجة إلى ذلك

تسمى " داخل" البعد ثالثي الترتيب في النقص هذا وجد ولقد ، الطبقي القيد

الجدران ) متعدد القياسات( MWNTاألنبوب طريق الدقيقة STMعن

في النقص بسبب معين أنبوب في أنبوب أي إلباس يمكن ال ذريا،

قدرها فجوة تتوفر أن يجب آخر في أنبوب إلباس أجل من ألنه الفراغ،

األقل .3.44على الطبقات بين 41أنجستروم

-: والتنقية التركيبالغرافيت سخام في األولى للمرة النانوية الكربون أنابيب لوحظت

التركيب في والمستخدم السالبة الشحنة ذي اإللكترود على المترسب

- " . هوفمان كراتشمار إجرائية في للفوللورين القوسي التفريغي

Kratschmer-Huffman "ديناميكي جو في الغرافيت قضبان تتبخر

.) الناحية ) من التفريغ منظومة عند المترسب الهيليوم للهيليوم

ضغط يستخدم تحت torr 130النموذجية يعمل وقوس الهيليوم من

)30Vكمون مستمر بحدود( dcتيار قيمته على محافظا يظل

الكاتود 180 على المترسب الكربون أن إلى اإلشارة تجدر أنجستروم،

cathode . يحتوي حيث قاسي خارجي وغطاء طريا داخلي لب يمتلك

الجدران متعددة نانوية أنابيب على ومعلقة MWNTsاللب مستخرجة

مفرغة أسطوانات شكل على األنابيب وتظهر مناسبة، مذيبات في

مادة طول على وذلك اإللكترونات، حزمة إلى عمودي بشكل تستند

متبلور الال هي " " amorphousالكربون طبقية الضمن الفجوة أن كما ،

. 0.34بحدود والصور الغرافيت في الموجود الفراغ من وقريبة نانومتر،

ليجيميا " قبل من أخذت قد الهندسة" Lijimaاألولى طول على وذلك ،

طبقي " الضمن والفراغ لألنبوب الداخلي القطر عن التصويريةinterlayer " التماكبية والزاوية تحديدها )chiral angle)ϴوالطول يمكن

41 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 165 ,164دار

30الصفحة

ال صور من واضحة TEMجميع والطول والفراغ القطر أن بما ،

التماكب ) زاوية تحديد بينما عالية، دقة ذات صورة من (ϴالمعالم

يتم فال المتوازية المستويات لتداخل لنموذج أو لشكل قياسا يتطلب

ال فحص روتين أثناء .TEMذلك النانوية لألنابيبكل من أو األطراف أو النهايات مغلقة النانوية األنابيب معظم أن وجد

فاألنابيب إذا المفتوحة، األنابيب بعض يوجد أنه من الرغم على جانب،

على يوجد حيث األبعاد، ثالثية مغلقة أقفاص ذات أجسام عن عبارة هي

أويلر " 12األقل قانون إلى باالستناد إلى" Eulerمخمسا اإلشارة تجدر ،

هي واألطراف لألنبوب، المدد الجسم تضع التي هي المسدسات أن

كل على تكون بحيث والمخمسات، المسدسات من كال تحوي التي

. كل على عيوب توجد ذلك مع ولكن مخمسات ستة األقل على وجه

انحناء إلى تؤدي المخمسات أن وبما هذا األنبوب، وجسم األطراف من

أن علما سلبي، انحناء إلى تؤدي السباعية األوجه عيوب فإن إيجابي،

. مالحظتها تمت العيوب من كالهي المخمسات بينما واألكبر، األصغر األنابيب التي هي السباعيات إن

متنوعة أنواع وجدت السياق هذا وفي االنحناء، هذا تلغي أن يمكن التي

. األنبوب نهايات مورفولوجيا منتعديالت هناك أن النانوية، األنابيب بتركيب الصلة ذات األدبيات أشارت

" يتبخر العملية هذه في حيث القوسي، التفريغ عملية على متنوعة

األصغر " القطر ذي الموجب القطب " nm 3األنود الكاتود وجه على

السالب" تفريغ 6nmالقطب قوس جهاز في وذلك األكبر، القطر ذي

السالب القطب على ينشأ الذي التجويف فإن وهكذا مباشر، تيار

" يتحطم" أن ويمكن وهذا الجدران، متعددة أنابيب على يحتوي الكاتود

مالئم مذيب على النانوية األنابيب تعلق أن ويمكن ويؤرض، التجويف

ال شبكات على .TEMويترسب والقياس الفحص أجل منإلى يؤدي المحفزة المقادير في االنتقالية المعادن وتجسيد تجميع إن

المعدن يضاف الواقع في الجدران، أحادية نانوية كربون أنابيب تشكيل

جربت السياق هذا وفي الموجب القطب أي األنود داخل التحفيزي

مثل المعدن ثنائية المنظومات من ،Ni-Yو. Co-ptوCo-Niالعديد31الصفحة

" المناطق " في أو ، الكاتود حول العنكبوت نسيج تشبه ترسبات وجدت

معتبرة كميات على المواد هذه تحوي حيث التفاعل، وعاء في األبرد

من محتوية حبال شكل على وتأتي الجدار، أحادية النانوية األنابيب من

وجسيمات 5 متبلور، ال كربون من الجدران أحادي أنبوب إلى أنابيب

. ; معدن كربون مكونات ذات نانويةبواسطتها يمكن حيث أخرى، طريقة بالليزر التبخير يعد أخرى، جهة من

السياق )*( هذا وفي الجدران أحادية األنابيب من كبيرة مجموعة إنتاج

من مزيج تسخين بواسطة الجدران أحادية أنابيب تركيب الممكن من

مع حرارة Niو Feالغرافيت، درجة عند مئوية، 1200كمحفزات درجة

قرابة النانوية األنابيب يبلغ بالليزر، المادة هذه من%70-50وتشعيع

فيها تنتظم حيث حباال، المركبة األنابيب هذه تشكل وعليه المنتج،

تجانسية بوضوح يبين وهذا سداسي، تجمع في اإلفرادية األنابيب

. المركبة األنابيب

بتركيب تسمح أخرى تسمح طريقة هو الكيميائي البخاري الترسيب إن

الجدران أحادية األنابيب من الجدران SWNTكل )*(,MWNTومتعددة

في , ويحل مغذ غاز على يحتوي كربون مع عضوية مادة خلط يمكن

كوارتزي نهاية , Quartzأنبوب من النانوية األنابيب تجميع يمكن وبذلك

المغذي , الغاز يحتوي أن ويمكن هذا التفاعل لوعاء feed gasالمبرد

تنمية , , وتتم هذا خامل غاز مع يمزج ما غالبا وهو أنواع عدة على

مثل : صلبة محفزة مواد على النانوية ,Sio2األنابيب والكوارتز

, , ويمكن... هذا انتقالية معدنية مواد يحتوي أن يمكن والذي الخ واألمونيا

مجمعات لصنع مهمة كهذه مقاربات إن أن من MWNTالقول مدعومة

يصبح , حيث المالئمة المواد من أنواع بتغذية خاصة تطبيقات أجل

النانوي األنبوب هيكلية داخل النتروجين مثل أخرى ذرات تجسيد ممكنا

. المواد, , بتعديل األنابيب مورفولوجيا تعديل أيضا يمكن بالتبديل وذلكاألنابيب من كل تشكيل من MWNTو SWNTيتم معتبرة كميات من

. كتلة عن األنابيب لفصل واحدة طريقة وهنالك المكربنة المادة

أن: من الرغم وعلى هذا للمنتج بالتسخين المعالجة وهي الكربون

32الصفحة

, , متغيرة بنسب تتم فإنها األوكسجين مع يتفاعل أشكاله بكل الكربون

تحترق أن يمكن متبلور الال الكربون مواد كل أن إلى اإلشارة تجدر

حرارة درجة عند السخام ساعة )*(750بتسخين لنصف مئوية درجة

من , أقل يترك العملية هذه نهاية ولكن% ,1في األصلية المادة من

هذا , النانوية األنابيب من مزيجا عليه الحصول تم الذي المنتج يظل

يمكن , متبلور الال الكربون في الشوائب من كبير عدد وجود وبسبب

في النانوية األنابيب مع بالمقارنة عالية نسبة على يتفاعل يجعله أن

. الحمض على مؤسسة تنظيف إجراءات استخدام يمكن السياق 42هذا

-: النانوية األنابيب ملءإجرائية من مباشرة من عليها يحصل التي النانوية األنابيب تكون

بواسطة , النهايات تفتح أن ويمكن هذا نهاياتها كل من مغلقة التركيب

المعالجة , هي المستخدمة الطرق من واحدة إن المالئمة الكيمياء

" األوكسيد" وراءها وتترك النهايات تؤكسد والتي بالحمض أي باألسيد

, هي المشتركة الوظيفية المجموعات إن الوظائف على المحتوي

COOH وOH -حرارة درجة عند األنابيب تسخين بواسطة إزالتها يمكن

ال 600 المادة في مئوية , Arدرجة لملء طرائق عدة وهناك الطائر

, محلول في األنابيب تنقع منها واحدة وفي بالمواد المفتوحة األنابيب

مخفف جو في ويحرق يجفف ثم ومن المرغوب المعدن ملح من مركز

المقياس من معادن لتشكيل وذلك عالية حرارة درجة وعند

من. تتم ان يمكن الملء عملية أن إلى اإلشارة تجدر النانومتري

من أقل السطحي التوتر كان حال في ملؤها الواجب المادة مصهور

200_ 100 . المملؤة المادة كريستاالت تطويل إلى ذلك يقود نانومتر

. األنبوب داخل متجانس بشكل الملء عملية تتم بحيثاستخدام أبسطها وإن النانوية األنابيب لملء أخرى أساليب توجد

المالئمة، بالمواد المملوءة الغرافيت ألنودات بالقوس التبخير عملية

. انحالل أو حل إن كما األنابيب المعادن كربيدات أو معادن ينتج مما

ايضا ينتج المعادن فوق العضوية .MWNTالجزيئات

42 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 169 ,168 , 167 , 166 , 165دار

33الصفحة

صنع إلى تهدف الذكر، أنفة االنحالل جهود معظم أن إلى اإلشارة تجدر

. إن القول ينبغي الصدد بهذا التحفيز عملية باستخدام نقية نانوية انابيب

فإن وعليه صنعها، تم قد المملوءة الجدران أحادية النانوية األنابيب

األنابيب على المطبق األنابيب SWNTالبروتوكول أجل من نفسه هو

. بعملية المتبوعة األنابيب لهذه الفتح عملية مع ولكن الجدران متعددة

جو في حرارة درجة عند الحرق وعملية المالئمة المواد من بأنواع ملء

المادة. تغطية إلى تقود كهذه ملء عملية األحيان معظم في مالئم

حيث النانوي األنبوب سطح على وأيضا داخلها من كل في المملوءة

على من المملوء المادة إلزالة للتنقية انتقائية طريقة إلى األمر يحتاج

. النانوي لألنبوب الخارجي السطحفي السبب يعود حيث مفهومة غير النانوي األنبوب نمو عملية تزال ما

شروط في الدران وأحادية الجدران متعددة األنابيب وجود إلى ذلك

الطريقتين هاتين أن على يدل مما الترتيب على محفزة وغير محفزة

. النهاية آلية وفي هذا الشأن هذا في للتطبيق قابلتان النمو من

النهاية إلى مستمرة بصورة مضافة الذرات فيها تكون والتي المفتوحة

بين. التفاعل بواسطة مستقرة التعليق حبل طاقة تكون النامية

. المتالصقة الطبقاتمفتوحة نهاية ذو أنبوب محيط على وتتشكل تتفكك أن للرابطة يمكن

ويظهر مهمة، المحفزات تعتبر الجدران أحادية األنابيب حالة في وهذا

الذرات وتدمج تمتص والتي النامية النهاية تزخرف المحفز ذرات أن

. النانوي األنبوب بنية في الوارد الكربوناأللية )( بهذه الصلة ذا األحدث االقتراح ن القول يجب الصدد هذا في

طريق عن النانوية النيكل كريستاالت على تنمو الكربون ألياف أن هو

. الجسيمات تشكيل أو صياغة إلعادة تحريضي تفاعلوبتمايز، مختلفة الكترونية خواص النانوية األنابيب تمتلك أن يمكن

. هذا في المبكرة الحسابات توقعت بينها فيما التماكب حسب وذلك

وذلك معدنية أو ناقلة نصف تكون أن يمكن الخواص هذه أن الصدد

. البنية نوع حسب

34الصفحة

األنابيب بينما معدنية، دائما هي بالذراعين الكرسي ذات فاألنابيب

. تصبح القطر وبزيادة هذا معدنية أو ناقلة نصف تكون أن يمكن األخرى

. معدنية تكون أن يمكن والتي للغرافيت مشابهة 43األنابيب

-: النقل خواصالنانوية لألنابيب الطاقية الفجوات أن المسحية النفقية المطيافية بينت

من طول. ev 1.2إلى ev 0.2تتغير على تتغير الفجوة هذه أن علما

وجود إلى ذلك ويعود األنبوب نهاية عند دنيا قيمة إلى وتصل األنبوب

. اإلضافية الحاالت إلى العائدة النهايات في المتوضعة التشوهاتلألنابيب التوصيلي السلوك للتموضع MWNTإن ومناسبا متالئما كان

. األنابيب في النواقل أو للحوامل الضعيف البعد يحدث SWNTثنائي

متماسكة تعتبر والتي التقطيعية اإللكترونية الحاالت عبر يتم أو التوي

. يمكن النانوية األنابيب أن ذلك يعني الكهربائية الالمس مع متالحمة أو

. درجات عند األقل على كوانتية أسالك أنها أساس على تعامل أن

. جدا منخفضة 44حرارة

: الميكانيكية الخواصرابطة قائمة C-Cتعد بنية أي فإن لذلك، وكنتيجة الروابط أمتن من

قصوى، _ متانة تمتلك سوف متراصة كربون كربون روابط هذه على

. متانة األعلى الكربون ألياف هي النانوية األنابيب تكون وعليهاألنابيب مع المشكلة أن MWNTإن يمكن اإلفرادية األسطوانة أن هي

. من أنه كما يونغ لعامل أخفض تقديرا تعطي بحيث بعيدا، تنزلق

األنابيب أجل من أيضا لتصغير SWNTالممكن رزمه، من تنزلق أن

. تجريبيا المقاس يونغ معاملانفعال مقاومة على قدرتها النانوية األنابيب خواص اهم من واحدة إن

ضد نفسها تستعيد أن أو تصمد أن لألنابيب يمكن وبالتالي للتوتر أقصى

. القاسية اإلنشائية التشوهات

43 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 170 , 169دار

44 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 173 , 172دار

35الصفحة

إلى تعود ولكي الكربون لذرات الربط يغير سوف ألنبوب تشوه أي إن

التهجين إلى وتعود تنعكس أن الذرات على المستوية، إذا 2SPالبنية

فإن وبالتالي تنكسر الروابط فإن الحد يفوق مرن لتمدد األنبوب تعرض

. األنبوب سطح طول على توزيعه إعادة يمكن 45التشوه

-: الفيزيائية الخواص

. ذات وهي خفيفة أوزانا تتطلب التي للتطبيقات مفيدة النانوية األنابيب إن

. بداية ان علما أكسدتها الصعب ومن الكيميائي للهجوم عالية مقاومة

النانوية االنابيب في ألياف 100األكسدة في منها أعلى وهي مئوية درجة

العملية للتطبيقات حدودا تشكل ال الحرارة درجة فإن وبالتالي الكربون

. الناوية األنابيب

مع تزداد وقيمتها عالية حرارية موصلية النانوية لألنابيب يكون أن يتوقع

القطر )تناقص

المجاهر ومسابر الترانزستورات منها تصنع حيث التطبيقات من العديد ولها

: الثاني الفصلالفصل -1 مقدمة

من تمكنه عمليه قواعد عن اإلنسان لبحث نتيجة الهندسة نشأتلمسح واستخدمت وحجومها األشكال بعض ومساحه الزوايا قياس

وانتقلت عامه بصيغ القواعد هذه ووضعت األبنية وتشييد األراضيواستخدام تحديد إلى ومساحات أطوال قياسات من الهندسة

البرهان في رياضي منطقالتوازي مسلمه إثبات العلماء حاولوا استنتاجي علم فأصبحت

إن تنص التي لمستقيم )اإلقليدية واحد مواز من أكثر رسم يمكن النظام أول في إقليدس أنشأها التي عنه خارجه نقطه من معلوم

عام في للهندسة . 300رياضي وهي جديدة هندسه ظهرت ثم م ق

45 . . . . : . رحمو، القادر عبد د أ و دياب آصف د أ ترجمة براديت، ت وتقنياته، النانو علم إدراك النانو أساسياتص للنشر، الدين عالء 174 , 173دار

36الصفحة

مسلمه نقيض على تستند الزائدية الهندسة سميت الالاقليديهوتنص اإلقليدية معلوم )التوازي لمستقيم األقل على موازيين وجود

الالاقليديه الهندسات من جديد نوع وظهرت عنه خارجه نقطه منعليها أطلق

وتنص ريمان األلماني العالم عبر الناقصية وجود )الهندسة عدم) العامة النسبية النظرية في استخدمت مستقيم ألي إن . مواز حيث

ال السماوية األجسام مواضع حركة مثل الحركة من أنواع هناك. الكروية بالهندسة االستعانة دون بدقة وصفها يمكن

المختلفة بأشكالها الهندسة عناصر دراسة هي الكروية والهندسةاالقليدية الهندسة لدراسة مشابه بشكل الكرة سطح على

. المستوي على وخواصهاوسنشرح والريمانية االقليدية الهندسة بين سنميز الفصل هذا وفي

وبعض لمتجهي التحليل في الشعاعية الهندسة عن بالقليلمسلماتهما.

: شعاعيه إلى الفيزيائية المقادير ()ك تقسم تسارع سرعة قوةوجهه قياس وواحدة حقيقي بعدد وتقاس

: السلمية المقادير ()ك أما وكثافة حرارة ودرجة بعدد طول وتقاسقياس وواحدة حقيقي

وكذلك السلمية المقادير على الحسابية العمليات تعلمنا وكماوضربهما شعاعين كجمع الشعاعية المقادير على الجداء)تعلمناها

) الخارجي والجداء من الداخلي وطرحهما حقيقي بعدد وضربهمابعضهما

1.: لفراغ في الديكارتية اإلحداثياتبنفسها 3Rالفضاء الحقيقية األعداد لمجموعه الديكارتي الجداء هو

مرات ثالث: اليمنى اليد قاعدة بجهة ويحقق السبابة واإلصبع OXنضع

بجهة بجهة OYالوسطى OZواإلبهام

37الصفحة

لقاعدة) 1الشكل توضيح) اليمنى اليد

مثال:لألسطوانة الفراغي الشكل إيجادالنقاط مجموعة إيجاد

S1= {(x, y, z( ϵ R3: x2+y2=1}الفراغ R3في

العالقة تحقق التي النقط مجموعة دائرة x2+y2=1نرسم وهيو المبدأ من مار مركزها

قطرها مستقيم 1نصف الدائرة نقاط من نقطة كل من نرسم ثمعلى oxy46المستوي عمودي

الشكل في كما االسطوانة على فنحصل

46 . العلوم كلية دمشق جامعة طلب وسام د المتجهين التحليل

38الصفحة

مثال: الشعاعي التابع ليكن

R (t(: [0,4π] →R3

t→r (t( = (cost, sint, t(

على المنحني هذا مسقط أن الواحدة oxyنالحظ دائرة هيالنقطة من انطلقت مادية نقطة حركة يصف الشعاعي التابع أن

1 ,0 ,0 = ))r (0( اللحظة اللحظة t=0في في وصلت t=π/2ثمإلى

وصلت(( π/2,0,1النقطة أن إلى اللولبية الحركة بهذه واستمرت ، اللحظة النقطة t=2πفي عند(( 1,0,2πإلى الحركة وانتهت ،

النقطة 1 ,0,4π ))اللحظة سطح t =4πفي على تمت اللولبية الحركة هذه

وارتفاعها الواحدة قرص قاعدتها 4π47اسطوانة

47 .) ( . دمشق جامعة العلوم كلية طلب وسام د المتهيج التحليل

39الصفحة

:مثال

الشعاعي التابع لدينا ليكنR (t(: (cos (t(, sin (t(, 2-sint(

خطاه لراسم الوسيطية المعادالت أن أيZ=2-sint y=sint x=cost

كون يكافئ وهذا

X2+Y2=1 z=2-y

الفراغ في أسطوانة معادلة أن X2+y2=1 هي نعلم لكننا (Oz المحور مع الدائرة X2+y2=1 توازيا منحني انسحاب عن تنتج

معادلته )الذيالتي النقاط مجموعة فتكون الفراغ في لمستوي معادلةأنها Z=2-yتحقق نعلم كما

معا السابقين والمستوي األسطوانة تقاطع هي المعادلتين كالبالشكل الفراغ في الناقص القطع هو الخطى راسم فان وبالتاليب

المستوي ) 2الشكل تقاطع من الناشئ الناقص القطع عن يعبر) األسطوانة 48مع

االهليجية 48 والدول الهندسة مفاهيم عبد الحاج جالل

40الصفحة

الكروية أو الريمانية الهندسة إلى :الدخول

األساسية التعاريف :بعضمركز . من المار المستوي نقاط تقاطع من الناتجة الدائرة تدعى

بالدائرة 1الكرة .

الصغيرة بالدائرة الناتجة الدائرة تدعى ذلك ذات R خالف العظمىالقطر نصف

العظمى والدائرة الكروية النقطة هي الكرة سطح على النقطة)r<R) مقابلة

العظمى الدائرة فتعرف االقليدية الهندسة في العادي للمستقيم بالمستقيم

الكرة قطر النقطتان Q وP نهايتي الكرة S ولتكن على كيفية دائرةC . 2لتكن .

النقطتين ندعو الدائرة مستوي على العمودي

41الصفحة

بقطبي وندعوهما صغيرة كانت إذا للدائرة الكرويين بالمركزين QوP الدائرة

متعاكستان أنهما الحالتين في ونقول عظمى الدائرة كانت .إذا( رقم التوضيحي الشكل في 3كما (

) عظمى ) دائرة من أي المستقيم BوA بالقطعة من الجزء يدعىبنقطتين . 3المحدد .

النقطتين هاتين بين الواصلة الكروية المستقيمةبالمسافة العظمى الدائرة BوA من بين طول AB الواصل يدعى

. األصغر 4القوس .

( . بالفيزياء األقواس هذه مثل تعرف النقطتين هاتين بين الكروية) الجيوديزية .بالخطوط ) الكرة ) على مستقيمين أو متقاطعتين دائرتين بين الزاوية تعرف

أنها . 5على .

لهاتين المماسين المستقيمين نصفي تقاطع من الناتجة الزاويةالتقاطع نقطة في الدائرتين

إلى ) الكرة سطح على معاكستين نقطتين بين الكروية المسافةالدائرة طول وتساوي π( R نصف العظمى

42الصفحة

Rπ سطح على متعاكستين غير نقطتين أية بين الكروية المسافةمن أقل الكرة

الكروية الهندسة مسلمات :بعضمتعاكستين، -1 تكونا لم ما واحدا مستقيما تحددان نقطتين أيمع يلتقي أن إلى معطى بمقدار مستقيم من جزء أي تمديد يمكنقطر. نصف من أقل قطرها ونصف مركزها معلومة دائرة نفسهامستقيمين أي متساوية، القائمة الزوايا كل يساويه، أو الكرة

نقطتين في 49 يلتقيان

من -2 مارة دائرة كل عظمى، دوائر هي الكرة على المستقيماتنهاية ال وهناك عظمى، دائرة هي الكرة على المتقابلين القطبين

الطول بخطوط تعرف القطبين من المارة الدوائر هذه مثل .من

49 Spherical geometry 2012

43الصفحة

تعرف الطول خطوط مع المتعامدة الدوائر من نهاية ال يوجدواحدة عظمى دائرة توجد الدوائر هذه جميع وبين العرض بخطوط

االستواء بخط .تعرفالهندستين من كل بين التشابه نقاط في مقارنة) الناقصية ) أو الكروية والريمانية :االقليدية

القطعية االقليدية الهندسة الهندسةالدائرة هو المستقيم الخط

الكرة على العظمىنهاية له ليس المستقيم الخط

من جزء هي المستقيمة القطعةعظمى دائرة

من جزء المستقيمة القطعةالمستقيم

في دائما يتقاطعان المستقيماننقطتين

في يتقاطعان قد المستقيمانواحدة نقطة

يمر متعاكستين غير نقطتين منوحيد مستقيم

يمر مختلفتين نقطتين منوحيد مستقيم

تلتقي المتعامدة المستقيماتنقطتين في

تلتقي المتعامدة المستقيماتواحدة نقطة في

أجل استقامة 3من على نقاطلتكون واحدة أي تصلح واحدة

الباقيتين النقطتين بين واقعة

أجل استقامة 3من على نقاطواقع منها واحدة تكون واحدة

الباقيتين النقطتين بين50

األسطوانية :اإلحداثياتإيجاد من ستمكننا التي والكرة األسطوانة بين العالقة نستخدم سوفبتعريف وسنبدأ والتكامل، التفاضل حساب استخدام دون الكرة مساحة

األسطوانية :اإلحداثيات) الديكارتية ) بالجملة تعرف األبعاد ثالثي الفراغ في متعامدة نظامية O جملةX Y Z معادلتها التي الدائرية األسطوانة ولنأخذ :ولتكن

X2+ Y2 = R2 R>0

ولتكن: و األسطوانة هذه على واقعة كيفية P )Xنقطة ، Y ، Z(

50 The geometry of the sphere

44الصفحة

OXY المستوي على النقطة هذه )P0 )X, Y مسقط

.1.OXوالمحور O القطب ذات القطبية اإلحداثيات في OXY جملة لنأخذ المستوي

هي الجملة هذه P0)X في ، Y( النقطة إحداثيات أن ولنفرض

)r, ᴓ( بحيث :

: األعداد ثالثية 0ندعو ≤ ᴓ < 2π وR>0

)r, ᴓ, z(, r >0, 0 ≤ ᴓ < 2π

p للنقطة االسطوانية باإلحداثياتالواقعة ) غير الفراغ نقاط بين التعيين وحيد تقابل وجود نالحظ التعريف من

المحور على

. )oz

بالعالقات p معطاة النقطة إحداثيات كانت إذا انه أيضا )r, ᴓ, z( .ونالحظاألعداد ثالثيات وبين

، r = r0 :فان ᴓ = ᴓ0 ، z = z0

oz دورانها محور p و النقطة من تمر دورانية اسطوانة المعادلةr=r0 تعينP النقطة من المحور oz ويمر طرفه مستويا 0تعين ≤ ᴓ < 2π 0المعادلة ᴓ = ᴓ و

45الصفحة

P النقطة من المحور OZ ويمر على عمودي مستو معادلة Z =Z0 تعين

المعادلةاالسطوانية اإلحداثيات في السطوح هذه نقطة P .هي تكون وبذلك

51

……………………………..

: الثالث الفصل1-: الفصل مقدمة

اكتشاف تم االكتشافات صعيد على الهائل والتطور النانو علم اكتشاف مع.... فائقة بخواص تتمتع فائقة كربونية نانوية مواد

االهليلجية 51 والدوال الهندسة مفاهيم عبد الحاج جالل

46الصفحة

هل ولكن عالية جزيئية أوزان ذو مركب وهو فائقة بخواص يتمتع الفيوليرينبوليمرات؟؟ منه نصنع أن الممكن من

عاليتين؟؟؟ وصالبة بمرونة يتمتع هل فائقة؟؟؟ جزيئية بخواص يتمتع هل

:C60ال كيميائية نظر وجهة منال :C60وبالنهاية خاصة ) بحالة الكربون ذرات اتحاد من أساسا مؤلف

) أساسا هي الكربون ذرات أن نعلم وكما الفصل هذا في لذكرها سنتطرقالعضوية بالمركبات االستعانة يمكننا فهل عضوية، مركبات من قادمة

كال ضخمة جزيئة لتشكيله C60لتشكيل المؤدية والسبل الطرق وماهي ؟وتكوينه؟

لل والفيزيائية الكيميائية الخواص لذكر سنتطرق الفصل هذا في .C60الحقا

: الفيوليرين اكتشافعام الليزري C60اكتشف 1985في بالتبخير تحضير عملية خالل صدفة

. األحمر الكربوني النجم تدعى والتي الكربون من هالة في للغرافيتعام في الكتلي بالتحليل مرة ألول عزل .1990الجزيء

. والفيزيائية الكيميائية خواصها في انفجار إلى أدى األمر هذابتطبيقات وعدت الظاهرة وهذه واسع بشكل قبوال واجه الجزيء هذا

. الصناعي والتطبيقي التقني المستوى على جديدةللكربون الخواص اليمان 60 هذه كالعالم العلماء من العديد أخيلة حفزت

. العلماء من وغيرهالكربون أن فهم العلماء يستطع للكربون 60لم الثالث المتآصل الشكل هو

. تقريبا العشرين القرن نهاية حتى األمر هذا اكتشاف يتم ولمهذا ونظم الكربون لدراسة والفيزياء للكيمياء الملكية الجمعية اجتمعت

: األوراق االجتماع هذا وقدم ووالتون تيرنر ماكاي، كروتو، العلماء االجتماعاكتشاف في أساسيا دورا لعبوا الذين هم وكانوا العلماء قدمها التي

. الراهن الوقت في فيه رائعة خصائص عن كشف ممن وغيرهم الفيوليرين:الفيوليرين

انبوب، الناقص، القطع مجسم منها أشكال عدة له الكربون من جزيء هو. األخرى األشكال من والعديد

يدعى ) الكروي .Bucky ballsالفيوليرين القدم( كرة كرات شكله في ويشبه47الصفحة

يدعى ) االسطواني الشكل ذو Buckyأو( )Carbon nanotubesالفيوليرينtubes.)

طبقات عدة من يتكون وهو التركيب ناحية من للغرافيت مماثل الفيوليرينعلى تحتوي أن يمكن لكن مرتبطة سداسية حلقات أي الغرافين من

. مربعات نادرا أو مخمسات: الفيوليرين تطبيقات

للفيوليرين والفيزيائية الكيميائية الخواص كانت الماضي العقد طواللفترة يستمر أن المتوقع ومن والتطوير البحث حقل في مثيرا موضوعا

طويلة.االستعماالت في للفيوليرين محتملة استعماالت العام العلم ناقش

نيسان في .2003العسكرية

: ومنها المحتملة الطبية الناحية من الفيوليرين دراسة تمتالبكتيريا الستهداف الفيوليرين تركيب إلى معينة حيوية مضادات زرع

عام وفي المالئي الورم مثل السرطان خاليا وبعض وصفت 2005المقاومة. بالضوء تتنشط التي المكروبات لمحاربة كوسيط الفيوليرين استعمال

الفائقة والناقلية الحرارة مقاومة دراسات كانت النانو تكنولوجيا حقل فيالفيوليرين حول تمت التي الدراسات أكثر .52من

: اصطناعه طرقولكن الكهربائي القوس هي أشهرها ولكن كثيرة بطرق اصطناعه يمكن

. الكهربائي واالنفراغ الليزري التبخير مثل بطرق اصطناعه يمكن: التفاعل على القدرة

وظيفية زمر بزرع وذلك يتفاعل الفيوليرين جعل على قادرة كانت األبحاث. الجزيء سطح على معينة

اإللكترونات ألن وذلك التفاعل على العالية القدرة يمتلك ال الجزيء ولكن. الجزيء على معين موقع تتخذ ال والتي الحلقية المسدسات في

من المتكون للفيوليرين الكروي على nالشكل يحتوي كربون عدد nذرةباي التفاعل πروابط على العالية القدرة نم الجزيء يتمكن حتى ولكن

ما وهذا الجزيء سطح على االرتباط حرة اإللكترونات تكون أن يجب

52 Fullerene - Containing Polymers: An OverviewFrancesco Giacalone , Nazario Mart ي n , and Fred Wudl

48الصفحة

من األحادي بالشكل الفيوليرين بوصل وذلك تحقيقه الكوانتية استطاعت. األحادية للذرة المعروفة الكوانتية النظرية

يكون كأن االستقرار حالة المعطى.... n=2,8,18,32 وفي الرقم ضعفيالكربون تضم ال السلسلة هذه ولكن .60مربعا

يكون 2(N+1)2قاعدة أن الثالثي Nوبشرط الشكل يجعل مما صحيح عدد

قاعدة ) يحاكي كون( 'Huckelاألبعاد ستحفز القاعدة هذه وفق واإللكترونات

. عطريا الجزيء

كروي شكل وجود أثبتت والتي الكوانتية بنظرية أثبت األمر هذا

الكربون وبالنتيجة إلكترونين 60 ديامغناطيسي يتحمل أن يستطيع الماء في

. سالب أيون ويصبح

nC60 معدنية رابطة تشكيل إلى يؤدي أن يمكن

: الفيوليرين كيمياء

بسبب التفاعل على قادرة أنها إذ كليا ليس ولكن كيميائيا ثابت الفيوليرين

, SP2روابط من مستوى أقل لديها يكون والتي الكربون ذرات بين الهجينة

يجب بعضها ولكن ثنائية روابط يحتوي كان إن الغرافيت حالة في الطاقة

يدعى ما تشكل والتي األنابيب أو المغلق الكروي الشكل لتكوين ينتزع أن

" بإضافة" يكون التفاعل أن يحدد الذي األمر هذا الزوايا خطوط

على نمط 6,6اإللكتروفيالت بتحويل الزوايا خطوط يشكل الذي و الروابط

من زوايا SP3إلى SP2التهجين في تغير إلى يؤدي الروابط في التغير هذا و

روابط في في 120تكون SP2الجزيء الزوايا SP3بينما .109.5تكون

49الصفحة

تكون ولهذا كرة أو أنابيب إلى الشكل إغالق إلى يؤدي زوايا في التغير هذا

< استقرارا أكثر

( الفعال :(Activated Carbonالفحم

من طبقات مشكلة تتوضع غالبا التي كربون ذرات هو الفعال الفحمالفيزيائية. منها مختلفة بطرق الفعال الفحم اصطناع يمكن الغرافين

الصلبة، ) الفحم منها ع المصن العضوية المادة أطوار بمختلف والكيميائية .) حلقات بينها فيما ل تشك الذرات هذه اصطناع عند ولكن الغازية السائلة،

في السر هي المسامات وهذه مغلقة فجوات أو مسامات بينها سداسيةكانت وإذا نانوية مسافة فهي محددة، المغلقة المسامة هذه الفحم، فعالية

من المسافة microporosityوتدعى 2nmأصغر كانت وإذا صغرى مساماتال بين ما المسافة 50nmوال 2تتراوح متوسط mesoporosityتدعى

تدعى األكبر والمسافات .macroporosityالمسام كبرى مسامات أوفالس ) دير فان قوى على احتواءها المسافات لهذه األساسية wanوالميزة

der walls. التكثيف( تفاعالت حصول عن المسؤولة وهي الذرات بين فيماعملية طريق عن األم العضوية المركبات من محضر الفعال والكربون

ويجدر Carbonizationالكربنة الغازية، أو السائلة أو الصلبة الحالة في سواءطريقة توجد للمادة الفيزيائية األطوار هذه من طور كل في أنه هنا الذكر

. بالكربنة للقيام مختلفةالكربنة فعملية بها، القيام يمكن واحدة عملية ليست الكربنة عملية وأيضا

يتم ) ..( وهنا حرارية، عملية ضغط، فيزيائية أو كيميائية تكون أن يمكنالفيزيائية وحالتها تصنيعها المراد المادة حسب الكربنة عملية تحديد

محيطها في الحاصلة والتفاعالت الجوية الضغوط لتغيرات واستجابتهاأو والمواد المنتج الفعال الفحم في عليه الحصول المراد المسام وحجم

. المتوافرة اآلالت هذا ألن المسام حجم تحديد أهمية نراعي الفعال الفحم اصطناع عند

المرغوب المادة إلى الفعال الفحم تحويل عملية تسهيل في يساعد. منه اصطناعها

ال حالة اصطناعه C60وفي في ليساعدنا صغرى مسام ذو فعاال فحما نحتاجفعال فحم اصطناع كيفية على التركيز علينا ومنه واألمثل األسهل بالطرق

حجم تحديد علينا السهل من ألنه الكيميائية، بالطرق صغرى مسام ذو. به والتحكم الكيميائية الطرق في المسام

50الصفحة

الطور في الكربنة عملية عند األولية المادة في المسامات توسيع يمكنناأو حراري تغير حدوث المتضمنة التفاعالت في يتم ال هذا ولكن الغازي،

وأعداد بحجوم التحكم الصعب من ألنه للمادة، تسخين أو الضغط في تغيرحجوم تغيير يسهل الكيميائية التفاعالت في ولكن المكونة، المسامات

. المسامات وأعداديجب اللينونية السيللوزية المركبات من الفعال الفحم باصطناع البدء عند

نحو ) السيللوز مادة مثل مادة في الموجود الزائد الماء كمية من نتخلص أن48 ) الماء% من نتخلص هنا ونحن ، الماء من مكونة هي المادة كتلة من

ظهورا يعتبر بقاءها ألن للكربون، مخالفة أخرى ذرات يتبقى ال حتى الزائد. منها التخلص والواجب مرغوبة الغير للشوائب

هكذا من التخلص في هام دور الكربنة تفاعل حدوث عند الحرارة ولدرجةنحو الماء كمية من تزيل المعتادة الكربنة عملية أن المفترض فمن شوائب،

مرغوبة،% 30إلى 20 غير أو كافية غير الكمية وهذه المادة، في نسبته منكيميائي تفاعل إحداث يفضل الماء هو العملية عن الوحيد الناتج كان فإذا

المادة ) تكون أن المفضل منها التخلص سهلة الوسيطة المادة فيه تكون ) التفسخ ومعدل الزائد للماء التبخر معدل سيزداد إضافتها عند ، للتبخر قابلة

وأعداد حجوم تعديل في الحق لتغيير يؤدي مما األولية للمادة الحراريالمسامات.

دراسات :53في اللينونية السيللوزية المركبات على أحدثت ال بين كانت إذا للتفاعل المعتادة الحرارة أن درجة 350-200أثبت

كال شوائب لدينا ل سيتشك CO2مئوية ، CO ، H2O ، CH4 وألدهيدات ، . أخرى ومواد

حرارة درجتي بين األثقل الهيدروكربونية المركبات تقطير -350وعندبسيطة 500 خسارة تحدث أعلى تكون أن الممكن ومن مئوية درجة

. الفعلية وبنيته ل المتشك الفحم صورة فيها تتوضح ولكن الوزن في ال بين الحرارة درجات تحصل 600-450عند عادة مئوية درجة

الوسيط ) بوجود كيميائية ZnCl2تفاعالت ، H3PO4 )أنه التنويه ويجبمن مادة لدينا ل وسيتشك كاملة الكربنة تتم ال الحالة هذه في

) بنية ) لها منها الكيميائية المواد غسل بعد الفعال الكربون

53 e.g: Caturla et al, 1991; Hu et al, 2001

51الصفحة

مادة تشكل يعني مما الفعال والكربون األم المادة بين كربونية

فعالة غير .54كربونية4الشكل

وذلك الحجم في بديهي ر تغي حدوث نالحظ الكيميائية التفاعالت حدوث عندعلى أجريت دراسة في للمادة، الماء كمية في الحاصل النقصان بسبب

خسارة بتقريب وذلك الوزن فقدان عامل ظهر اللوز كمية% 75قشور منويتوقع األولية، للمادة الداخلية األجزاء مع حد يت الكاشف إن نقول هنا الماء،

أن يعني وهذا الحرارة، درجة ازدياد مع مترافقا االنقباض يكون أن هناوهنا الصغرى، المسامات تشكيل قالب ه أن على يعمل قد الكاشف

هي شيوعا األكثر ZnCl2الكواشف ، KOH ، H3PO4.55

الكيميائية التفاعالت عن عامة نظرة تقديم هو القسم هذا من الغرض إنبدقة الحبيبي الفعال الكربون ل تشك التي اللينونية السيللوزية للمركبات

. الصغرى المسامة بشكل تام واهتمامالطرق بمقارنة نقوم تشكلها وكيفية وأصنافها المسامات تحليل خالل ومن

أحد األولية المادة ودراسة التفعيل، عملية كواشف من كل في المستخدمةعلى الكاشف قدرة هي الجد محمل على والمأخوذة المهمة العوامل أهم

. المكون الخليط مع التجانس54 (Almansa et al, 2004.)55 Activated carbon chapter6 p.323

52الصفحة

الدقة بكامل العمل علينا الحبيبي الفعال الكربون تصنيع في الرغبة وعندفيها يكون أن يجب حساسة مرحلة ألنها التشريب عملية عند وخاصة

. المطلوب المثالي التجانس هو الحاصل التجانسمن المادة امتزاز عند المسامات على المفروضة القياس عمليات تتمالباقي الفراغ أو الجو وملئ بالمادة المسعر غمر يتم وهنا الغازي، الطور

داخل الهيليوم حجم فنقيس الهيليوم ه أن ولنفترض خامل بجو المسعر من. بها المعطى والكثافة المسعر

بمعادلة الصغرى المسامات حجم نقيس والتيDubinin-Radushkevichوهنا: ه أن على تنص

حيث:- W . الصغرى المسامة داخل المكثفة بالمادة المملوء الحجم هي-W0 . الصغرى المسامة لفضاء الكلي الحجم هي

قيم أن ننوه قيم W0وهنا تساوي أنها إلى naوبالتالي Vmتفترض وبالتالي ، من السطحية الطبقة وحدات بال W0و Wتوقع تقاس cm3الالتي

)mL(.g-1.

معادلة حلها DRطبعا في وتساعدان بها مرتبطتان عالقتين إلى تؤديمعادلة وهما .Langmuirومعادلة BETوفهمها

معادلة تنص:BETإن

حيث:-V بال الحجمية الكثافة cm3.g-1كمية

-Vm بال تقاس وأيضا الحجمية السعة cm3.g-1هي

لمعادلة :Langmuirوبالنسبة

53الصفحة

حيث:-P. الباسكال القياس واحدة في التوازن حالة في الضغط هو-P0. الباسكال القياس واحدة في وأيضا اإلشباع حالة في الضغط هو-Na. التكثيف معدل هو-nm

a القياس بواحدة ولكن األولى للطبقة الحجمية السعة .mmolg-1هو

دراسة أساس هم الثالث المعادالت هذه أن في شك يوجد ال الواقع في. الصلب الطور في المسام تكوين

معادلة :Langmuirإن التالية االفتراضات على ة مبني األولى الطبقة على إال االمتزاز يحدث ال التفاعل كامل خالل مادة بين تفاعل أي حدوث يمكن ال ه أن بحيث محدد االمتزاز تفاعل

. متكثفة أخرى ومادة متكثفة السطحي الغطاء على تعتمد االمتزاز تفاعل عند المقدمة الحرارة

مستقرا الخارجي سطحها يكون أن المتأثرة المادة على وهنا للمادة، كهربائيا

حجم حساب نستطيع الفكرة من العملي الجانب إلى وبالنسبةكمية من بالكامل الحجم طرح طريق عن المتوسطة المسامات

لنفترض وهي المكثفة .P/P0النتروجينالتفاعل ) قبل االبتدائية القيمة للكربون للكثافة قيمتين استخدمنا فإذا ) والحجم الكربوني الهيكل حجم حساب نستطيع التفاعل بعد والنهائية

. للمسامات الكامل

األبعاد صاحبة السائلة الكربونية المواد من بكميات المسعر غمر إن: مثال المختلفة

0.33nmديكلوروالميتان: 0.37nmالبنزن:

2 ,2 : البوتان متيل 0.57nmديقياس إلى وللوصول إليه للوصول القابل السطح بحساب لنا يسمح

. وتوزعها المسامات حجوم

54الصفحة

حرارة درجة في الميثان مادة امتزاز دراسة عليها ونظام 298Kمثالعال ضغط ذو حجمي VTI)High-Pressure Volumetricامتزاز

Adsorption System( المقياس مثل اعتيادية طرق أيضا وهناكاإللكترونية ] المطيافية وفحص للتأكد[ SEMالزئبقي أيضا وتستخدم

. الكربون بنية وتوصيف بنية منالزنك كلوريد كاشف باستخدام الكيميائي :ZnCl2التفعيل

دراسة عمل هو للتفعيل الزنك كلوريد استخدامات على آخر مثال تقريبا ذو الحبيبي الفعال الكربون فيها وتم 2mmحضر جزيئي كحجم

مع المشمش بذور من له الكيميائي استطعنا. ZnCl2التفعيل وهناوهو األساسية المادة مع المتحدة الزنك كمية من التفعيل درجة تقييم

ال بين على 1.2إلى 0.20تقريبا الزنك من المادة 1غرام من غراماألولية.

هي النتروجين من جوية ظروف في المعطاة التسخين كمية وكانت500 C0 جمع وتم الكثيرين، قبل من األعمال هذه ومراجعة تدقيق وتم

ومقارنتها .56الدراساتالكاشف باستخدام الكيميائي :H3PO4التفعيل

تحضير 57لدراسة تم التفعيل عملية في الفوسفور حمض تفاعلالجزيئي ) الحجم حيث الحبيبي الفعال تشريب( 2.5mmالكربون من

تم التراكيز، مختلف مع الحمض هذا من بمحلول المشمش بذوراألجزاء مع المتفاعلة الفوسفورية المادة بمعدل التفاعل درجة تقييم

بين تتراوح على 0.91إلى 0.09وكانت الفوسفور من من 1غرام غرامالنتروجين من القليل مع بة المشر المادة تسخن عندما األولية، المادة

حرارة بدرجة الجو غير C0 450في تصبح حتى غسلها يتم وبعدهاتفاعل أي إبداء على الدراسات. قادرة بعض مع الدراسة وهذه

ومراجعتها تدقيقها تم .58األخرى

باستخدام :KOHالتفعيلال باستخدام حبيبي فعال كربون تحضير في دراسة KOHوصفت

إلى الحبيبات من وتحويلها الكربونية المادة انحالل دون يتفاعل بحيثالجزيئي ) الحجم ذات الزيتون بذور مع تفاعلها ووصف (3mmالبودرة،

إما حرارة ودرجة بالنتروجين مليء بجو كربنتها كانت أو 300والنواتجلل 800أو 500 المائية المحاليل مع تتفاعل وبعدها نسبة KOHمئوية،على 3إلى 0.005من البوتاسيوم من األولية 1غرام المادة من غرام

ما إلى التشريب نسبة تصل وعندما بالنتروجين، تسخن أن قبل وذلكمن أعلى التي )0.1/1هو بة المشر الجزيئية الزيتون بذور تستخدم

56Molina Sabio & Rodriguez-Reinoso (2004(57Molina Sabio et al. (1995(58Molina Sabio& Rodriguez-Reinoso (2004(

55الصفحة

) من أعلى لنسبة البودرة إلى تنحل على 2gأحيانا البوتاسيوم 1من. األولية المادة من غرام

التسخين عملية بعد بودرة، إلى تتحول ما دائما بة المشر الفحم أجزاءالمسام، وتطوير لتغيير جدا هام عامل هو الحرارة وعامل الحقا،

حرارة درجة بين الفعال الفحم في وال 700و 500فالمسام قليلة تكونبين حرارة درجة عند ه أن المالحظة ومع فيها األولية للمادة و 850دخل

900. المسام وتتضخم تزدادعملية في يساعد حساس حراري مجال استخدام نقترح وهكذا

بال لعملية KOHالتفعيل نواتج تسجيل تم أخرى دراسة في وهنامشابهة.

المقابل في البوتاسيوم، كربونات مع لينونية سيللوزية مواد تفعيلال بين المادة من الماء نسبة للخسارة% 25وال 20تقل مشابه وذلك

تحكم وقلة قليل تغير مع مترافقة ولكن األولية، المادة كربنة عندبالمسام.

حوالي أقل الخسارة فيها يكون أكثر المفعلة المواد في إلى 10ولكنللمواد% 15 الحرارية التفاعالت في للخسارة مشابهة وهي

ال تفعيل بنسبة المسام تغير أن احتمالية يقترح وهذا السيللوزيةKOH. الغازية بالتفاعالت مرتبطة

الكواشف تركيز بزيادة اللينونية السيللوزية المواد نفعل عندماZnCl2 ، KOH ، H3PO4. الصغرى المسام في ملحوظ تغير يحصل

حجم من لتزيد كيميائية، مادة بكل خاصة للتفعيل درجة هناك ، بديهياكمية بحاجة أننا يعني وهذا صغرى، متوسطة وتصبح الصغرى المسام

يتم حتى بدقة المحددة الكمية هي ستكون كاشف كل من معينةهي ات الكمي وهذه المطلوبة النواتج وتتكون للcm3.g-1 0.4التفاعل

KOH ، 0.5 cm3.g-1 للZnCl2 ، 0.6 cm3.g-1للH3PO4 ه أن ذكر يجب وهنا ، الحجم ذات المسامات وتصبح قليال الحجم يزداد الكمية زيادة عند

ال متجانس، بشكل متوزعة الكمية، KOHالواحد في االزدياد عندوأوسع، أكثر الصغيرة المسام حجم لتوزيع الصغرى المسامات تتوسع

ال أما لإلهمال، القابلة المتوسطة للمسام تشكيل يساهم ZnCl2مع. الصغيرة المتوسطة والمسام الواسعة الصغرى المسام تطوير في

H3PO4 متوسطة مسام إلى الصغرى المسام بتحويل فورا يقوموكبيرة.

تفعيل عن الناتجة الكربونية األولية KOHالمواد المادة على تعتمد. المقدمة التجربة وظروف

مع الفعال للكربون حمض عند H3PO4وZnCl2أحادي بسهولة تحضر ، ضغط عند األولية المادة يكون 130MPaتشريب التسخين وقبل

ال كل في متشابهة تكون الكربونية البنى قبل من المحتل الحجمdisks األقصى الحراري التسخين لعملية عامل وهذا ،Heat Treatment

Temperature )HTT( .تم قيمة أكبر المتان المثال سبيل على لنأخذ

56الصفحة

إليها ) تكون( cm3g-1 for Xp=0.35 185التوصل الصغرى المسام في131V/V.

تزداد المكثف المتان وكثافة بالتوزيع، متعلقة المكثف المتان كتل إنوتصبح الضيقة، الصغرى المسام في الضغط ازدياد مع وضوحا

ال تقريب عند أقل g.cm-3 2.25إلى MPa 2.5مستقرة المثان كثافةالضغط بازدياد تزداد أيضا ولكن الواسعة، الصغرى المسام في بكثير

ضغط 0.09g.cm-3إلى .3.4MPaعند

ال: عالقة عن عامة لمحة بالفحم C60ثانيا

الفعال::5الشكل

الغازية الحالة في للهيدروكربونات الحراري التحليل عمليات عند. متخمة كتلة ل تشك أن لها يمكن

) ( ذات غرافيتية كربونية بنية اكتشاف تم الكتلة، هذه تشكيل وعند . بنى ظهور العالم شهد السابقة السنوات وخالل نانوية أحجام

جزيئة ع لتصن كروي شكل إلى متحولة الغرافين طبقات من غرافيتية. الفوليرين كجزيئة ضخمة

ال عائلة سباعية 60كربونإن وأحيانا وسداسية خماسية حلقات أساسهاالفجوة نعتبر أن يمكن وهنا النانوي الحجم من وهي الكربون من

قبل من إليها للوصول قابلة غير ولكنها مسام، الداخلية الكروية. العادية والظروف العادية المكثفة المادة

. أخرى عناصر مع الفوليرين جزيئات تندمج قد التصنيع، خالل

57الصفحة

المهتمين العلماء بين كبيرة ضجة أحدث الكروي الغرافيت اكتشافجائزة هو األكبر الحدث وكان الوقت، ذلك في الكربون عن بالبحث

نوعها، من فريدة لخصائص وتنبؤات لدراسات أعطيت التي نوبل تقريبا دراسات عنه ونشرت ذلك، غير أو التفاعالت في حفازا كونه

. يومي بشكلمئات وعدة فيه استثمرت األبحاث أموال من الدوالرات من الماليين

. العامة الحياة من واسعة مجاالت في عنه نشرت األبحاث أوراق منيحدثون ال جعلهم مما الشيء بعض قليلة كانت تطويره أبحاث ولكن

. المذهلة القدرة شيء وأروع عنه الحديث عند معرفته في كبيرا تقدماألنزيمات فعالة مثبطات لخلق نانويتين تقنيتين بين الدمج على

ال .HIVفايروس السرطان عالجات تسهيل في والمساهمةفكرة استيعاب نحو عظيمة خطوة كان الفوليرين بعد، الكثير وهناك . وخالل الغازية حالتها في بالكربون الغنية للمركبات الحراري التحليل

للبنى كلي بشكل جديدة عائلة لتمنح كثيرة، مختلفة ظروفال باسم المعروفة القدرة. Nanotubesالكربونية، لديها المركبات هذه

ميكانيكية صفات ذكر عن ناهية وأيضا والحرارة، الكهرباء نقل علىالشعيرات ) األلياف عن مثالية تقريبا بنية إلى تقود وهي أخرى

الغرافيتية(.التفريغ مثل ومتنوعة، مختلفة بطرق النانوية األنابيب تصنيع يمكن

والتبخير المحفزات عبر للهيدروكربونات الحراري والتحليل الكهربائي ! الكثير قامت األساس هذا من ومنطلقا التفجيرات حتى أو الليزري،هذا ومراجعة اليابان في النانوية البنى أصول حول الدراسات من

بدقة .59العملمواد عالم وهو المعاصر الحديث العالم إلى تنتمي النانوية األنابيب

والفيزيائيين الفيزيائية للكيمياء رائعة إمكانيات تؤمن وهي النانوية، . أيوجد وهو أال سؤال يظهر وهنا اإللكترونية بالبنى االهتمامات أصحاب

وال الفعال الكربون بين صلة .C60رابطة . تماما إيجابية اإلجابة وهناتتحلل بنى إلى تقود اختالفاتها من الرغم وعلى النانوية األنابيب ألن

للكربون TEMبال البنية أن على تدل العملية والمالحظات بسهولة،. دائم بشكل تتغير الفعال

: الفيوليرين خواص

الكربون المصطنع 60مظهر الكربونية للطبقة السماكة الختالف تبعا يختلف

المحل وطبيعة ال أم محلوال كان سواء .60منها

59 Inagaki et al. (2004(60 Fullerene: nanochemistry

58الصفحة

ولون الفيوليرين فاعلية في األمر هذا ويؤثر الفيوليرين من جدا رقيقة أفالم

. الفيوليرين سماكة زيادة مع محاليله

أسود ثم ومن محمر بني ويكون الرقيقة األفالم في الفيوليرين لون يكون

. سماكة أقل يصبح عندما

الكربون لون يكون سابقا ذكرنا داكن 60كما وردي أو قرمزيا محاليله في

الرابطة على الحاوية المحاليل بعض في بني إلى )Pi)πويكون يعود وذلك

المركبات بعض يكون أن الممكن ومن الشحنة في طفيف انتقال

. الزجاجية الحافظات في لويس حموض إلى إضافة اإللكتروفيلية

الكربون المحالت 70محاليل ذات وفي أحمر لونه يكون الهيدروكربونات في

الكربون الكربون 76يعطي محاليل تحمل و المخضر األصفر ذات 84اللون

. الكربون بينما محاليله في الكربون 82األلوان و لالخضرار ميال أقل 78يكون

. ذهبي محاليله لون يكون

للكربون اإلظهار الكربون 70معامل من أعلى المرئي الطيف . 60في

يجعل األمر وهذا العين على تأثير له السابق المحلول أن األمر هذا عواقب

الكربون نقاوة درجة على حكاما المحترفين باستخدام 60من المصطنع

طيف باستخدام وبالتحليل الزمن عامل إلى التطرق ودون الكروماتوغرافيا

. المغناطيسي النووي الرنين

يظهر وأحيانا اللون أسود الصلبة الحلة في عام بشكل الفيوليرين يكون

مساحة ازدياد مع ذلك ويتزايد للمادة الهواء ألكسدة يعود وذلك بني بلون

السطح.

59الصفحة

من سهل بشكل تصطنع أن يمكن والحجوم الشكل مختلفة البلورات

. . جدا بطيئة البنزن من البلورة إعادة ولكن البنزن

من الداكن القرمزي اللون ذات .C604C6H6البلورات تالحظ

الحجوم من الحبيبات وتتراوح المصنعين قبل من مجهزة المواد معظم

وهي نسبيا الكبيرة إلى وإزالة 1mmالصغيرة بدقة اصطناعه المجهزون وإال

. الكبريت وأيضا المحلول، من المغلق

درجة في الفراغ في رفيعا الفيوليرين يكون أن للعمل الضروري ومن

400Cحرارة ، 0.01mmHg إلى الوزن زيادة في بلورة الطريقة هذه 100في

mg.

) تكون ) لن الحاالت معظم في الفيزيائية للقياسات تبعا الكيميائي للتحضير

الكروماتوغرافي المحل طريق عن تفصل النقاوة مهمة، بالتصعد النقاوة

معبأة أعمدة باستعمال الشوائب وتستخرج واقتصاديا بسيطا ذلك ويكون

. النقي بالكربون

يخرجه والذي كمحل األسيتون باستخدام مرة من أكثر يفصل الصلب الناتج

يزيل وهذا اللون عديم يصبح أن إلى باستور أنابيب طريق عن المصنع

. إلزالة النتروجين من وسط في الناتج ويمرر المركب من الشوائب

درجة إلى الصلب الناتج تسخين ويتم المتبقية 170Cالشوائب ، 0.5mmHg

. ساعتين لمدة

النقاوة، بازدياد تزداد البلورة ألن

60الصفحة

على 60الكربون تحتوي التي المواد بقية من أصعب حله عادة يكون النقي

شوائب.

الكربون على تطبيقها إمكانية يتوقع والحل التنقية عملية .70نفس

1: للفيوليرين- الطيفي التحليل

1-C13NMR:

. الفيوليرين نقاوة درجة تحديد على قدرة المطيافيات أكثر وهو

كل في الكربون ذرات أعداد اختالف بسبب وذلك العقبات بعض يوجد ولكن

الكربون. كمثال لذا نوع 70فيوليرين كل الكربون لذرات أنواع خمسة يمتلك

الكربون مع يقارن األنواع هذه الكربون 60من وجود الكربون 70لذا ال 60في

للطيف الزمن مع وتراكم الكفاية فيه بما طويل شيء حدث إذا إال يرى

المستخدم.

. تركيزه بحسب إشارة يعطي سوف الفيوليرين من جزيء كل

وذلك الكروم من بوسط التوصيف قبل عادة االصطناع عملية ناتج يمرر

في 6لمدة النقي الفيوليرين ويمرر الكروم مركبات تنزع ثم ومن ثواني

: غير ) األسيتون أن إذ األسيتون في ذواب غير الفيوليرين مالحظة األسيتون

) عن السائل هذا ويزال يطفو سائل أيضا وينتج الفيوليرين حل على قادر

. باستور أنابيب طريق

61الصفحة

ويستخدم المستخدم المحل على نسبيا يعتمد سوف الطيفي التحليل

. لإلشارة كمجمع ثابت غير مركب

الكربون(: 6الشكل ) البنزن )60طيف محل (CDCl3في إشارة كمجمع

الكربون(: 7الشكل) البنزن )70طيف محل (CDCl3في إشارة كمجمع

62الصفحة

]8الشكل) الفيوليرين( .D2-76طيف لإلشارة[ كمجمع األسيتون باستعمالمطيافية تستعمل الفيوليرين إضافة أجل معلومات 13C NMRمن وتعطي

. الكربون إضافة الحاالت، معظم في للمثال التجميع معامل موقع 60عن

الرابطة على مكان الكربون 1,2تأخذ ذرتي على الرنين يتم يظهر 1,2لكي.SP3بشكل الطيف منطقة في

ال الذرات منها 58وباقي اثنتين ،C55&C60 لألرقام الحاملة الذرات أيالتناظر محور على تقع في Csالموجودة العظمى القيم تعطي عام وبشكل

الجزيئة على 147.5و 146.5الشحنة عاموديا غير التجميع معامل كان إن.Csالمحور المستوي في

حالة ) في المتناظر المستوي هذا مثل يحوي التجميع معامل كان إن ولكنلزمرة ال( CHRاإلضافة من واحد خط سيكون وعندها ،SP3 منطقة في

و. الكثافة )27الطيف الكثافة( ) 2صف صفوف التهجين( 1وأربع نمط SP2في

. الطيف منطقة في

63الصفحة

:IRطيف-2

للكربون بالنسبة المطيافية مستويات 70والكربون 60هذه خالل نشرتالجزيء.

بموافقة وذلك فقط صفوف أربع على يحتوي الذي الجزيئات لهذه المكونالقيم عند النظرية بالنسبة 1182.5,1429cm-1، 576.5، 527الحسابات

يظهر 70للكربون عند 12الطيف ،674.2، 642.4، 578.0، 535.5، 458.2صفا795.1 ،1087.0 ،1133.2 ،1414.0 ،1430.7 ،1461.0cm-1 تطبيق قبل

هو IRمطيافية كما للحرارة يعرض أن يجب الفيوليرين أن المهم من . في وحتى المحل ف بوضوح الشوائب تظهر سوف وإال سابقا مشروح

بروميد صفائح باستخدام المحاليل من المستخلصة الفيوليرين أفالمحرارة درجة إلى مطلوب مطول بشكل التسخين قبل 200Cالبوتاسيوم،

. كامل بشكل المحل تبخيرمطيافية عن منشورات يوجد ال .IRولكن األعلى بالفوالرينات تتعلق

64الصفحة

ال(: 9الشكل) الكربون IR طيف ( 60في والكربون ) (.70األعلى األدنى )رامان :مطيافية

الكربون وتحديد الطيفي للتحليل أخرى طريقة الكربون 60وهو .70و

محلول ) الدقيق للعمل كثيرة معدات إلى نحتاج هذه( 1cm-1لذا ولكن . المكتسبة االهتزازات حددت المطيافية بسهولة متوفرة ليست المطيافية

الحجوم 60للكربون 272,429,495,570,772,1099,1250,1422,1467 عندa573.5cm-1 القيم عند الصغيرة القيم من 1479cm-1, 266,485,711 ومع

عند القيم نفس تعطي أن الكربون C60Oالممكن أجل االهتزازية 70من القيمالحجوم عند ,700, 566, 456, 430, 226,252,259,394,410,417المعطاة

736 ,1061 ,1180 ,1221 ,1226 ,1294 ,1423 ,1465 ,1509 ,1562 cm-1

القيم عند الضعيفة اإلضافات ,1348, 1329, 547, 534 , 520, 489مع1365 cm-1

. األعلى الفوالرينات عن رامان مطيافية في سجلت أخرى قيم يوجد ال

65الصفحة

للكربون(: 10الشكل) رامان ( 60طيف والكربون ) (.60األعلى األسفل )

ال :UVمطيافية

عن معلوماتها أن إال عليها، الحصول سهلة أصال هي التي المطيافية هذه إن. أقل معينة مادة نقاوة 61درجة

61 Kroto :The fullerene

66الصفحة

للكربون القيم 60بالنسبة عند حادة حواف ذو طيفه 329, 257, 214يكونnm: بحيث )

135.000 ,175.000 ,51.000.= maxε)

القيم عند ضعيفة أخرى nm 625 600, 570, 540, 500وأطياف

الرابطة على عرضية بإضافة تتكون عند 1,2االشتقاقات توصف والتي.435nmالقيمة

الكربون أجل القيم 70من عند حادة حواف يحوي طيفه ,246, 214يكون331 ,360 ,378 ,468 nm القيم عند ضعيف ,645, 620, 600 , 550وطيف665 nm.

ال ل UV طيف ل[ C76-D2]نشر أيضا ل C2vونشر الكربون وأيضا إيزوميرات78.

67الصفحة

)11الشكل) ال(: الكربون (UVطيف في 70والكربون 60في المسجل. للبنزن عالي وتركيز المسدسات

: السينية األشعة طيفبانعراج التحليل طريق عن وذلك ما مسحوق نقاوة درجة لتحليل تستخدم

. السينية األشعة

68الصفحة

الكربون(: 12الشكل) عن السينية األشعة .60انعراج

2: االنحاللية-المحالت من الكثير في لالنحالل قابل ،الفيوليرين

وأخرى التولوين مثال العطرية الصفات تحمل ما غالبا له الشائعة المحالت

الكربون محاليل الكربون، .60كمحاليل داكن وردي لونها يكون

(2الصورة )

الكربون مثل 70محاليل األعلى الفوالرينات محاليل ولكن محمر بني لونها

C76. محاليله في مختلفة ألوان يمتلك

C76. البنية في ومختلفة عديدة متماكبات لها األعلى بينما فقط متماكبان له69الصفحة

في يحل أن يمكن الذي للكربون الوحيد المتآصل الشكل هو الفيوليرين

. الغرفة حرارة درجة

وأعلى أرضيتها بين المسافة ألن تنحل أن يمكن ال الفيوليرين أنواع بعض

مثل الصغيرة الفيوليرينات يتضمن وهذا جدا صغيرة فيها نقطة

C28،C36،C50,C72

C72 , أيضا صغيرة بنية ذوتحوي التي البنى ولكنقابلة الالنتانيدية الزمرة

7نتلالنحالل. /170

**36.2 mg/mL**9.875 mg/mL**3.985 mg/mL)p-xylene(**1.406 mg/mL1.3 mg/mL0.121 mg/mL*0.013 mg/mL0.08 mg/mL****0.002 mg/mL0.047 mg/mL0.042 mg/mL

C60

51 mg/mL33 mg/mL24 mg/mL18 mg/mL16 mg/mL8 mg/mL8 mg/mL7 mg/mL5 mg/mL5 mg/mL4 mg/mL3 mg/mL1.5 mg/mL0.447 mg/mL0.25 mg/mL0.046 mg/mL0.035 mg/mL0.006 mg/mL0.004 mg/mL0.000 04 mg/mL1.3×10−11 mg/mL0.004 mg/mL*0.025 mg/mL0.026 mg/mL0.070 mg/mL0.091 mg/mL0.126 mg/mL

Solvent1-chloronaphthalene1-methylnaphthalene1,2-dichlorobenzene1,2,4-trimethylbenzenetetrahydronaphthalenecarbon disulfide1,2,3-tribromopropanechlorobenzenexylenebromoformcumenetoluenebenzenecarbon tetrachloridechloroformn-hexanecyclohexanetetrahydrofuranacetonitrilemethanolwaterpentaneheptaneoctaneisooctanedecanedodecane

70الصفحة

*0.053 mg/mL0.098 mg/mL*0.0019 mg/mL0.0021 mg/mL*1.472 mg/mL0.080 mg/Ml

**0.0041 mg/mL0.997 mg/mL0.254 mg/mL

tetradecaneacetoneisopropanoldioxanemesitylenedichloromethane

(:1جدول)

الكربون تواجد 60انحالل خالل طبيعيا غير سلوكا يبين المحالت بعض في

. المختلفة األطوار في المحلول

الكربون في لالنحاللية نسبة أكبر تكون البنزن حرارة 60في درجة في

313K.

تكون ) البنية .FCCهذه الوجوه( مركزي مكعب

حجوم ذات بلورات يكون ممكن حد أعلى من أعلى حرارة درجات في

الكربون من 70والكربون 60ميلليمترية

3: الحراري- الثبات

أكبر تكون أن المتوقع من ولكن اآلن حتى تحدد لم الفيوليرين ذوبان نقطة.1000Cمن

. حسب المتوقع من ولكن الفيوليرين ذوبان نقاط علمي منشور أي يذكر لم. كالبوليمرات تكون أن األخيرة الدراسات

ويمكن 60الكربون جدا العالية الحرارة درجات عند الثبات قليل مركب هومن األعلى الحرارة درجات عند يتفكك عام 750Cأن بشكل األمر هذا ولكن

. للجزيء العضوي لالصطناع بالنسبة مشكلة يشكل لنأن يمكن والذي األوكسجين وجود حالة في بكثير أسرع يكون التفكك

لمدى الكربون %4يستوعب من جزيء بكل األوكسجين سبيل 60من على

71الصفحة

حرارة درجة عند الهيدريدات 250Cالمثال وجود عدم نمط في األكسدة. حمض هو األكسدة عملية ناتج أن ويالحظ

على تحوي األكسدة نواتج تكون العالية الحرارة درجات .CO2و COفي

( ال طيف وجود في التأكسد عملية( UVدرجة خالل األمر هذا واكتشف جدا سريع بشكل ويكون المحايد األلمنيوم ألكسيد بالكروماتوغرافيا تحليل

. بالماء لالنحالل قابلة النواتج وتكونالطيفي التحليل من عالية درجات في أيضا يكون التيتانيوم أوكسيد ثنائي

( ال للكربون( UVفي .70بالنسبة

تركيز زيادة في ويوظف اإلشعاع من وسط في األوكسجين مع تفاعلال الكربون ESRإشارة بها يتأثر والتي هذه 60الضعيفة أن اكتشاف وتم

األكسدة عملية ولكن الطيف في موجودة غير تكون أن يفترض اإلشارة . بالظهور له سمحت

من كل أن أظهرت التولوين في الفيوليرين محاليل حول دراسة تمتبين 70والكربون 60الكربون الحرارة درجات بكل جدا سريع بشكل -تأكسدا

أعلى 100C+و 78 أكاسيد ينتج أن الممكن ومن وثنائي أحدي أكسيد وينتجالكربون الكربون 60ولكن من أسرع بشكل .70يتفاعل

: التالية الفيوليرينات على تمت مشابهة 84, 78 , 76 , 70 , 60دراسة

حرارة درجة بسبب 23.5Cفي حرارتها خفضت الفيوليرينات أن وأظهرالكربون ولكن تحديد 70األوزون يتم لم وأيضا سرعة األقل كان خصوصا

الفيوليرينات عن ناتجة .84, 78 , 76أكاسيد

الكربون من كال على )70والكربون 60ألن (,low-lying HOMOSيحتويانأكسدة تمت ولكن للغاية صعبة الكهربائية الكيمياء بواسطة األكسدة

. سابقا الطريقة بهذه الفيوليرينمن مجموعة تستعمل فقط واحد إلكترون تحرير بواسطة األكسدة

من أكثر التفاعل ومدة كاتيونات وتعطي الرجعية جهد 30sالموجات ويطبقبين الكربون 1.26vإلى 1.20كهربائي أجل ومن عملية 70، ذات تأخذ

جهد عند مكانها .1.75vاألكسدة اإليجابية ثنائي كاتيون وتعطي4: والسمية- األكسدة خواص

السالمة 60الكربون عوامل تكون أن ويجب أكسجين لذرة نقطي منتج هو . على يحوي الفيوليرين كان طالما للجزيء الجلد مالمسة لتجنب األولية

فعال يكون سوف بالماء لالنحالل قابل والفيوليرين كربوكسيلي حمضبيولوجيا.

ال وطيف مرئي الغير الطيف وجود UVباستعمال ظل وفي اإلشعاعيفي أثر إذا األوكسجين مع التفاعل سيجري األلكنات األوكسجين، جزيئات

72الصفحة

وجهات في اختالف يوجد ولكن األوكسجينية الصور ليعطي الفيوليرينالكربون إلى يعود كان إن التفاعل هذا في التأثير عن الكربون 60النظر ،70أو

الكربون أن وجدوا العلماء آخرين 70بعض علماء ولكن األقوى المحفز هوالكربون أن األقوى 60وجدوا المحفز الكربون. 62هو أن إلى يعود 60وذلك

على أن, low-lying[ ]LUMOيحتوي ممكن إلكترونات ستة الحالة بهذه. الكهروكيميائية الظروف في تستقبل

منها تستقبل أو المحل نوع على تعتمد اإللكترونات فيها تضاف التي النقطالكربون. لذلك أن 60اإللكترونات الممكن ومن أكسدة خواص يمتلك

. كبريتات ألكسدة يستعمل أنه وأثبت أخرى مواد ألكسدة يستعمل. للكبريت الهيدروجين

يجب ولكن لألكسدة قابل يكون الهيدروجين على يحوي الذي الفيوليرينالفيوليرين من ليس هو المكتسب الهيدروجين أن يعلم أن المصطنع على

. يمتلك الفيوليرين أن على مجددا يدل وهذا التفاعل في الداخل األصلي. مؤكسدة صفات

: متنوعة خواصالكربون حول الهامة المعلومات :60بعض

للكربون المتوسط A 6.83 60القطر

الخارجي الداخلي A 10.18القطر الرابطة A 3.84القطر طول متوسطC-C 1.44 A

FCC )Face-Centred Cubic( الشبكة A 14.17ثابت

الكتلة الجزيئية g cm-1 1.72كثافة الحرارية cm-3 1021*1.44الكثافة الناقليةحرارة درجة K 0.4 W mK-1 300عند

التفاعل لمرحلة تبعا الحرارة 90K, 260Kتغيرات

الذرة في كامنة اإللكترون eV 7.4طاقة eV 2.65طاقة

التأين بداية للتأين eV 7.58نقطة الثانية eV 11.5النقطة

بين HOMO-LUMO 1.7eVالمسافة

الغرفة حرارة درجة في الدوران s-1 1010*1نسبة

70الكربون دورانيا منتظم غير يكون الغرفة حرارة درجة ,في

62 The chemistry of fullerene

73الصفحة

: الرابع الفصل: الكهربائي القوس آلة

الـ وجزيئات النانوية الكربون أنابيب منها C60تصطنع لكل طرق بعدةالكفاءة ذات النتائج أفضل على للحصول المطلوبة والبارامترات الشروطالقوس آلة باستخدام اصطناعه طريقة سنتناول هذا بحثنا وفي العاليةالتفريغ مبدأ تعتمد والتي انتشارا، الطرق أكثر من وهي الكهربائي

: للشحنات الكهربائيفي لنانوية األنابيب هذه لتصنيع العامة الكهربائي الطريقة القوس أنآلة

األنود من الكربون يتبخر حيث الغرافيت من قطبين بين الكربون حرق يتمعن عبارة الترسب ويكون المهبط أو الكاثود على وتترسب المصعد أوتباعا الناتج جودة وتتغير أخرى، نانوية ومواد التوضع عشوائي كربون

للتجربة والمطبقة المتوافرة والضغط للشروط المطبق التيار كتغير. وغيرها المغناطيسي والحقل

: اآللة أجزاء-: التفاعل غرفة

من مرات عدة مخالة وتكون التفاعل بداخلها يتم التي الحجرة وهي ) الغازات) بأحد ومملوءة خصوصا األوكسجين من للتخلص وذلك الهواء

والذين جميعا منهم مزيجا أو الهيليوم أو النيون أو األرغون مثل من الخاملةفي المهمة البارامترات أحد وهو بالزمي وسط الى بعد فيما يتحولون

( الوسط مع التفاعل في الداخلة المواد تفاعل لمنع ذلك و التفاعل , ) حوالي داخلها الضغط ويكون بها هذه 0.5إلى 0.2المحيط تحوي بار

أحدهما , وبابين الحرق أثناء الكربون عليها يوضع التي وهي صفيحة الحجرة , وال التفاعل نهاية في لسحبه وثانيهما التفاعل بداية في الكربون لوضع

74الصفحة

بالترموديناميك تتعلق ألسباب وذلك الوظيفة حيث من األبواب عكس يجوزالتفاعل . غرفة داخل الضغط وتبدالت

(.3الصورة )

:) والكاثود ) األنود األقطابالكربون، احتراق تفاعل بينهما يتم اللذان القطبان داخل وهما موجودان

التفاعل، من غرفة مصنوعين المهبط، يمثل واآلخر المصعد يمثل أحدهما ) حوالي ) المصعد قطب قطر يتراوح وحوالي 6الغرافيت لقطب 20مم مم

) مستمر) تيار إليهم موصول حوالي( (DCالمهبط شدته تكون 100الى 60،أمبير.

حوالي القطبين هذين بين منطقي ،2مم 1المساحة متحكم الى موصولين( من المجال ضمن الفولتاج على المحافظة فولت( 21الى 18وظيفته

بين) المسافة زيادة الى يؤدي التبخر عملية خالل األنود استهالك ألن وذلكالفولتاج قيمة بين يقارن المتحكم فهذا بينهم الفولتاج قيمة ويرفع القطبين

( وبدقة باستمرار المتغير وقيمته أن( 0.1األولية بشكل ويعدلها فولت) عليها يحافظ

.

) خارج ) إلى يمتد حامل إلى يستند والمهبط المصعد والكاثود األنود من كل. التفاعل غرفة

الحوامل وظيفة هي وتلك األقطاب من لكل مائي تبريد نظام وضع يمكنالحاق الى تؤدي المرتفعة الحرارة أن حيث األقطاب هذه إليها تستند التي

الحرارة كذلك ولكن وبلوراتها المتشكلة النانوية الكربون بأنابيب الدماركانت لو كما عاليتين ودقة كفاءة وذات مرضية لنتائج تؤدي ال المنخفضة

. مثالية معتدلة الحرارة تكون أن فيجب لذا مثالي، بشكل معتدلة الحرارة(.13الشكل )

75الصفحة

: التفاعل خاللعلى الكربون من كمية وضع و األول التفاعل غرفة باب بفتح التفاعل يبدأ

ووصل مستمر الصفيحة أقطاب 100إلى 60مقداره تيار على أمبيرالمتأينة ) ( الخاملة الغازات بالزمي وسط في التفاعل غرفة داخل الغرافيت

الكربون, تبخر إلى يؤدي والذي األقطاب حرارة درجة المصعد تـرتفع منمواد أيضا و التوضع عشوائي كربون بشكل المهبط سطح على وترسبه

المنخفضة ) الحرارة مثالية حرارة درجة مع مترافقا ذلك ويكون أخرى نانويةالكربون أنابيب تدمير إلى تؤدي العالية الحرارة كذلك و للتبخر تؤدي ال

, ) يؤمن الوسط وهذا معتدلة تكون أن فالمثالية لذا المتشكلة النانوية

وجزيئات نانوية كربون أنابيب بشكل للكربون مضمونا , C60تشكال ومن الكربون أنابيب تؤذي ال كي وذلك ثابتة تلك الحرارة درجة تبقى أن المهم

لدينا , . . الحوامل على المائي التبريد نظام وصل يمكننا المتشكلة النانويةالكهربائي القوس يحرك الذي وهو الخطوي المحرك بـ يعرف ما أيضا هنا

) كفاءة) أظهر ما وذلك المهبط سطح على الكربون حرق من المتشكل. . التجارب أغلب في مرضية نتائج وأظهر اإلنتاج في عالية

تكون المهبط على وترسب المصعد من األكبر القسم تبخر أن بعد واآلنلدينا وينتج تفاعالت عدة الصفيحة على أوال الموضوع الكربون على طرأت : عن عبارة وهي الخارجية الصدفة هو األول قسمين من يتألف مركبا

وهي الداخلية النواة عن عبارة الثاني والقسم القاسي أنابيب 2/3الغرافيتو النانوية - 1/3الكربون الصورة في كما الشوائب بعض وبوجود الفوليرين

التي – المادة الضغط، الفولتاج، المحفزات، التيار، على يعتمد وهذا ، أدناه

76الصفحة

. الشوائب .... من التخلص يتم الشروط من وغيرها األقطاب منها صنعتعن النانوية الكربون أنابيب فصل بعدها ويتم المناسبة .C60بالطرق

. الحرارة على تعتمد أخيرا المتشكلة النانوية الكربون أنابيب نسبة وتبقى

(.4الصورة )

: المستخدمة أو المطلوبة الشروط بعضاألفضل الجودة ذو والمنتج العالية التقنية ذات العملية وراء دائما نسعى ألننا

في توافرها الواجب والبارامترات الشروط عن نبحث الفقرة هذه فيتلك في تؤثر عوامل عدة وتوجد والتقنية الجودة على نهاية لنحصل العملية

: العملية في تأثيره وما منها كل فلندرس الجودةالمحفزات:

سيما )( وال حتى، الكربون من محفز خليط أو بالمحفزات المصعد يمأل قدتندمج حيث تفاعالت، هكذا مثل في عالية فعالية أظهر والذي الحديدأنابيب تتشكل تأثيرها وتحت العملية خالل الكربون بمركبات الحديد جزيئات

. المغناطيسية الخاصية ذات النانوية الكربونكانت فإذا المهبط، على ويترسب يتبخر المصعد من جزء أن آنفا ذكر وكما

متعددة النانوية الكربون أنابيب لدينا تتشكل محفزات بدون العملية( )MWNTsالجدران كـــ( المحفزات بوجود العملية تكون عندما ،Feولكن

Co ، Ni) نانوية كربون أنابيب على الحصول الممكن من عندها كثر وغيرهاالجدران ) (.SWNTsوحيدة

المجال الفولتاج: في تقريبا يكون أن يجب الفولتاج أن ذكرنا 18كمالذا 21إلى القطبين، بين المسافة تزداد المصعد يتبخر بينما أنه كما فولت،

. األقطاب بين الفجوة ازدياد مرحلة في ثابتا الفولتاج يبقى أن فيفضل

مستمر ) :التيار تيار عن عبارة المجال( DCويكون في 15 – 0.05يكونمم) / .2أمبير ) للمهبط( ) البخار تقدم التي المصعد رأس ذروة مراعاة مع ،77الصفحة

: الغاز حوالي ضغط المجال في محصورا يكون أن إلى 0.2يجب.بار 0.5

من :الوسط خليطا أنه أي بالزمي يكون أن يجب التفاعل وسطالوسط مع التفاعل في الداخلة المواد تفاعل لمنع وذلك الخاملة الغازات

أو النيون أو الزينون أو األرغون أو الهيليوم الغازات أحد يكون أن وممكن. كلها بينها مزيجا يكون أن ممكن أو غيرها

:) والمهبط ) المصعد الغرافيت أقطاب أبعادذروة تكون أن يجب ولكن محددة غير األقطاب من كل ذروة أن من بالرغم

من أقل . 10المصعد مم

: المسافة األقطاب في المسافة بين تكون أن يجب هنامن إلى 1المجال .5مم مم

: الوشيعة أو المغناطيسي التي الحقل التطبيقات من ( ... حقل تطبيق المتعددة التجارب نتائج فحص عند جيدة فعالية أبدت

في( يؤثر وشكل مغناطيسي طريقة تنظيم في بدوره يؤثر مما المهبطحركة في أيضا ويؤثر الصفيحة، على الموضوعة الكربون ذرات توضع

. المهبط سطح على مهتزا يتحرك أنه حيث االهتزازية القوس: بشكلين الحقل هذا تطبيق ويمكن

التفاعل -1 غرفة داخل مغناطيس وضعمستمر -2 تيار عليها وتطبيق المهبط، حامل على ملتفة وشيعة بوضع أو

(DC )فيها 5شدته اللفات عدد وتكون . 390أمبير الشكل ويشرح لفة. التجربة إلى الوشيعة هذه وصل كيفية األسفل في التخطيطي

78الصفحة

(. 14الشكل )

المصعد -1 حاملالمهبط -2 حاملالمصعد -3المهبط -4المهبط -5 حامل حول الموضوعة الوشيعة

الحرارة:وال عالية هي فال مثالية تكون أن يجب الحرارة درجة أن قبل من ذكرنا كما

سابقا ذكرها تم التي الحاالت إلى إضافة الحرارة درجة أن حيث منخفضةقد أنه أو المصعد تبخر إلى تؤدي لن سوف أيضا منخفضة كانت إذا فأنها

على تشكل أنها من بدل التفاعل غرفة جدران على يترسب ولكن يتبخرالمتبخرة المواد فإن عالية الحرارة درجة كانت إذا وكذلك المهبط، سطح

النانوية الكربون أنابيب ولكن الصحيحة أماكنها في تتوضع سريع بشكل. وتتدمر تتأذى سوف

79الصفحة

(5الصورة )

ناتج وأخرى جدا، عالية حرارة بدرجة تمت عملية من ناتج بين مقارنة وهنا . على نحافظ أن المهم فمن لذا جدا منخفضة حرارة بدرجة تمت عملية عن

. كامال التفاعل أثناء مثالية الحرارة درجة

(.6الصورة )

: والمسميات الصورة عن موجزا شرحاالتفاعل -1 غرفة2- ( عن المسؤول وهو للبرمجة القابل المنطقي المتحكم

الفولتاج(

80الصفحة

3- ( القوس بقعة تحريك عن المسؤول الخطوي المحركالتفاعل أثناء المهبط سطح على (الكهربائي

الـ ) -4 بين التيار نستمد ومنه الطاقة (100إلى 60مزود أمبير

81الصفحة

: العملي القسم: العلمية االستشارات

والتكنولوجيا [ 1] التطبيقية للعلوم العالي المعهد إلى بزيارة قمنامخابر قسم في عملنا وكان المختلفة المخابر من العديد وزرنا

في النانو بتقنية تعمل التي اآلالت من العديد إلى وتعرفنا البيئة. د الـ إليها عرفنا والتي مثال الكهربائي الغزل جهاز كــ المخبر هذا

. جالد مازنالغزل جهاز عمل لكيفية عملية مراقبة هو البحوث في عملنا وكانأمامنا المباشرة بالتجربة نانوية ألياف اصطناع وشاهدنا الكهربائي

82الصفحة

الدمشقي[ 2 ] بالسيف تتعلق معلومات عن للبحث بجولتنا وقمناالنانو قسم في الذكر آنفة المعلومات من جزء على وحصلنا

وتوثيقها.المركز[ 3] في الفيزياء لمادة األكاديمي بالمشرف واستعننا

. تعلمنا وبحث نقاش وبعد نصور الله ضيف د للمتميزين الوطني. تكلفة وأقل مبسط بشكل النانو تقنية واثبات لتطبيق طريقة منه

في[ 4] الكيمياء لمادة األكاديمي المشرف بخبرات استعننا وأيضابعض سألناه و طعمة نبيل الدكتور للمتميزين الوطني المركز

الكربون خصائص حول والتوزع 60األسئلة المغناطيسية وخصوصاللمشروع النظرية المعلومات في منه واستفدنا للجزيء الفراغي

والتوثيق.

83الصفحة

:) والمناقشة) النتائج الخاتمةوخاصة عام بشكل الفيوليرين على تعرفنا المادة عن وبحثنا دراستنا في

ودرسنا 60الكربون النانو، تقانة عن والحديث النانو علم مفهوم في وتوسعناهندسة عن البحث في رحلتنا لنبدأ وذلك والكروية الريمانية الهندسة بدايات

الرياضية المعادالت حل طريق عن الخواص وإثبات الجزيئاتالواجب والمواد اصطناعه طرق على تعرفنا الكيميائي الجانب حيث ومن

الكربون خواص إلى ووصلنا منها تصنيعه في خواصه 60االبتداء ودرسنا. السمية حيث من الفيوليرين سالمة إثبات استطعنا و وأهميتها

بالقوس والتخصص الفيوليرين اصطناع طرق درسنا العملية الناحية منبين انتشارا وأوسع أسهل طريقها عن اصطناعه ألن ذلك الكهربائيهذه لتصبح األخرى، الطرق بعض من سالمة وأكثر العلمية األوساط

في والدراسات والعلوم البحوث طريق في األولى خطوتنا هي الدراسةوإثبات الحقيقة عن الموسع البحث إلى منها وننطلق القادمة السنوات

الفوليرين عن علمية حقائق إلى والوصول وتطبيقاته الفوليرين أهمية. الصحيحة العلمية بالطرق وإثباتها

84الصفحة

:الفهارس1- الجداول :فهرس

الكربون و 60انحاللية في 70الكربون الشهيرة .المحالت

(1الجدول) :

2- الصور فهرس

النانو علم تطبيقات (1الصورة)

85الصفحة

الكربون 60محلول (2الصورة)التفاعل غرفة (3الصورة)

القوس عملية نواتجالكهربائي

(4الصورة)

عملية ناتج بين مقارنةتمت الكهربائي القوس

عالية حرارة بدرجةحرارة بدرجة وأخرىمنخفضة

(5الصورة)

لآللة صورة (6الصورة)

3- األشكال فهرساليد لقاعدة توضيح

اليمنى(1الشكل)

القطع عن يعبر شكلمن الناشئ الناقصمع المستوي تقاطع

األسطوانة

(2الشكل)

للكرة توضيحي شكل (3الشكل)لمراحل توضيحي شكل

الفوليرين ل تشك(4الشكل)

التأثير في البنية أنماطالتحضير عند الحراريإضافة عملية وبعد

الغرافيت

(5الشكل)

الكربون في 60طيف كمجمع محل

(6الشكل)

86الصفحة

البنزن (CDCl3(إشارةالكربون في 70طيف

كمجمع محل ا (CDCl3(إشارة

(7الشكل)

الفوليرين 6طيف (8الشكل) - ) ( في ال طيف

األعلى 60الكربون األدنى 70والكربون

(9الشكل)

للكربون رامان طيفوكربون 60 70األعلى

األدنى

(10الشكل)

في )( الـ طيفوالكربون 60الكربون

في 70 المسجل سداسية حلقات

للبنزن عالي وتركيز

(11الشكل)

األشعة انفراغالكربون عن السينية

60

(12الشكل)

تفصيلي مخططاألقطاب لتوضع

(13الشكل)

لتوضع مخططحول الوشيعة

المهبط

(14الشكل)

87الصفحة

: والمراجع المصادر: المقالة عنوان

CARBON NANOTUBES SYNTHESIS BY ELECTRIC ARC PLASMA WITH [1] EXTERNAL MAGNETIC FIELD / 2012. 10. 25. - 23بتصرف ,Brno,

Czech Republic, EU

المقالة عنوان[2] DIAGNOSTICS OF ELECTRIC ARC FOR CARBON NANOTUBES

SYNTHESIS FOR MEDICAL APPLICATIONS / 10. 25. - 23بتصرف. 2012 ,Brno, Czech Republic, EU

الكتب1-Fullerenes Chemistry and Reactions, 2004, Andreas Hirsch &Michael

Brettreich.

88الصفحة

2 -Handbook of carbon nanomaterials, 2009, Francis D'Souza

3 -Activated carbon, 2010, H.Marsh

4-Nanotechnology: Science and Computation, 2006, Junghuei Chen · Nataša Jonoska

5- Carbon nanotubes: science and applications, 2005, M.Meyyappan

6- Fullerene polymers, 2012, Nazario Martin

7- Carbon nanotubes and related structures, 2013, Nazario Martin

8- Understanding Carbon Nanotubes from Basics to Applications, 2006, A. Loiseau P. Launois P. Petit

9- Fullerenes, nanotubes, onions and related carbon structures)journal(,1995, Ram Seshadri, A. Govindaraj, Rahul Sen

10- Raman spectrascopy: fullerenes and nanotechnology, 2010, Maher S.Amer

11- Carbon nanotubes basic concept and physical properties, 2008. S.Reich

12- Fullerenes, 2005, Elena sheka

13- The chemistry of fullerene, 2003, Roger Taylor

14- Physics and chemistry of fullerene, 2006, Peter W.Stephenes

15- SOME ELEMENTARY CONCEPTS ABOUT SPHERICAL GEOMETRY

16- دمشق جامعة العلوم كلية المتجهي التحليلاالهليلجية -17 والدوال الهندسة مفاهيم عبد الحاج جالل18- spectroscopy Donald L.Pavia, Gary M.Lampman, George S, Kriz third edition.

19- Introduction to Nanotechnology Charles P.Poole Jr, Frank J.Owens.

20- Springer Handbook of NanoTechnology - B. Bhushan 2009.

21- T. Pradeep-Nano the Essentials-McGraw-Hill Professional )2008(

الذرية -22 الطاقة هيئة منشورات النانو .عالم

89الصفحة

الشكر الخاص :شكرا لقائد الوطن

والوطن وجنود الوطن شكرا للمركز الوطني للمتيزين لدعمه الدائم

وجهوده لتنمية قدراتنا وإبداعنا نشكر الـ د. اسكندر منيف مدير المركز الوطني

للمتميزين. نشكر إدارة المعهد العالي للعلوم التطبيقية

والتكنولوجيا لتقديم المساعدة لنا والسماح لنابالبحث والتعرف إلى تقانة النانو في مخابرهم. نشكر المشرف األكاديمي للكيمياء في المركز

الوطني للمتميزين د. نبيل طعمة.

90الصفحة

نشكر المشرف األكاديمي للفيزياء في المركزالوطني للمتميزين د. ضيف الله نصور.

نشكر األستاذ لؤي حمرة المشرف األكاديميللمشروع.

نشكر كل من ساهم في مساعدتنا إلتمام هذا.العمل

91الصفحة