В процессе образования фуллеренов из графита образуются также различные структуры, составленные, как и в случае графита, из шестичленных колец углерода. Эти структуры являются замкнутыми и полыми внутри. Среди них выделяются наночастицы и нанотрубки. Наночастицы - замкнутые структуры, подобные фуллеренам, но значительно превышающие их по размерам. В отличие от фуллеренов они могут содержать несколько слоев. Такие многослойные структуры получили названия “луковичных структур”, онионов (onions - луковицы). Это очень сложные структуры, которые могут даже и не иметь симметрии. Тем не менее, для подобных структур имеются предпочтительные виды симметрий - это либо сферическая симметрия, либо симметрия относительно оси пятого порядка. Чем большие размеры имеет частица, тем более ярко должен быть выражен этот эффект.

Нанотрубки - вытянутые структуры, состоящие в основном из шестичленных колец углерода. Впервые теоретически нанотрубки были предсказаны Ю.М. Корниловым из Харькова в 1977 году. У этой нанотрубки один из концов открыт, а оборванные связи закрыты заместителями. Закрытый конец формируется аналогично полусфере фуллерена - за счет введения шести пятиугольников. На закрытом конце так - же виднеются атомы-заместители.

Идеальная углеродная нанотруба представляет собой цилиндр, полученный при сворачивании графитовой плоскости. Наиболее распространенным является представление трубы двумя целыми числами (n,m). Сумма этих чисел равняется числу шестиугольников, составляющих диаметр цилиндра. Трубы (n,0), в которых две связи гексагона ориентированы вдоль оси цилиндра, и трубы (m,m), в которых две связи перпендикулярны оси цилиндра, являются неспиральными трубами. Остальные трубы имеют спиральный характер. В экспериментальных условиях формируются однослойные или многослойные, состоящие из нескольких вложенных друг в друга цилиндров трубчатые структуры (m,m) конфигурации или близкие к (n,0) конфигурации. Обычно концы труб закрыты полиэдрами, полусферами и граничные атомы связаны с атомами водорода.

Список литературы

1.А.В. Елецкий, Б.М. Смирнов, Фуллерены и структуры углерода, УФН, 165, 977, 1995.