Las buckyballs son una nano-estructura compuesta de 60 átomos de carbono (su nombre químico es C60) estructuradas en un espacio cerrado y perfectamente simétrico, tienen propiedades extraordinarias, especialmente como superconductores.
Es una nueva forma del carbono y tiene una geometría similar a un icosaedro, con la estructura en forma de balón de fútbol.
La superficie de la imagen entrevé las formas de buckyballs en su estructura.
Las buckyballs superconductoras muestran la temperatura crítica más alta que se haya encontrado en compuestos orgánicos y se asocian en nanotecnología a los "nanotubos".
Buckyballs y Fullerenos
El prof. Andrés Cavieres de la Universidad de Chile nos da la pista sobre el origen de los términos "buckyball" y "fullerenos".
Nos remite al ingeniero y arquitecto Buckminster Fuller que desarrolló un extenso trabajo sobre esferas geodésicas, y que fué por lo tanto la inspiración detrás de los nombres de estos compuestos de nanotecnología. Ver el sitio oficial hecho en su homenaje.
La mezcla de poliuretano y las Buckyballs (balones de Bucky) en una fina película sobre una superficie plana, las partículas de luz que viajan a través del material adoptan con facilidad los patrones de las demás incrementando la potencia del transporte y procesado de información de las comunicaciones.
Recientemente, se ha conseguido una versión más pequeña de las Buckyballs.
Se cree que tienen propiedades electrónicas y magnéticas poco usuales porque tienen curvas más acentuadas y una forma entre una esfera y un disco.
Cuando Robert F. Curl Jr., Harold W. Kroto y Richard E. Smalley descubrieron la "buckminsterfullernes", (buckyballs) de alrededor de un nanómetro de diámetro en 1.985 sentaron las bases para un paso más en el desarrollo de la Nanotecnología, en 1.996 obtuvieron el Premio Nóbel de Química.
Los astrónomos del Spitzer han descubierto en el espacio por primera vez unas moléculas de carbono conocidas como "buckyballs".
Estas moléculas tienen forma de balón de fútbol y se observaron por primera vez en un laboratorio hace 25 años.
Los buckyballs son llamados así por el parecido que tienen con los domos geodésicos del arquitecto Buckminster Fuller, con forma de anillos entrelazados sobre una esfera parcial.
Desde hacía tiempo se pensaba que los buckyballs flotaban por el espacio, pero su detección no había sido posible hasta ahora.
"Encontramos lo que ahora son las moléculas más grandes conocidas en el espacio", dijo el astrónomo Jan Cami, de la Universidad de Western Ontario, Canadá, y del Instituto SETI en Mountain View, California. "
Estamos particularmente emocionados porque tienen propiedades únicas que los convertirán en protagonistas importantes para todo tipo de procesos físicos y químicos en el espacio ".
Las buckyballs están hechas de 60 átomos de carbono dispuestos en tres dimensiones, en estructuras esféricas.
Sus patrones alternativos de hexágonos y pentágonos coinciden con una típica pelota de fútbol negra y blanca.
El equipo de investigación también ha encontrado un pariente más grande de las buckyballs, conocido como C70, por primera vez en el espacio.
Estas moléculas constan de 70 átomos de carbono y tienen una forma parecida a una pelota de rugby ovalada.
Ambos tipos de moléculas pertenecen a una clase conocida oficialmente como buckminsterfullerenes, o fullerenos.
El equipo de Cami encontró inesperadamente las bolas carbono en una nebulosa planetaria llamada Tc 1.
Las nebulosas planetarias son los restos de las estrellas como el Sol, que se despojan de sus capas externas de gas y polvo a medida que envejecen.
Una estrella compacta, caliente, llamada enana blanca, queda como remanente en el centro de la nebulosa iluminando y calentando las nubes de materia que han sido derramadas.
Los buckyballs se encontraron en estas nubes, tal vez reflejando una corta etapa en la vida de la estrella, cuando se muda de una nube de material rica en carbono.
Los astrónomos utilizaron la técnica de la espectroscopía con los instrumentos del Spitzer para analizar la luz infrarroja de la nebulosa planetaria y ver las firmas espectrales de las buckyballs.
Estas moléculas se encuentran aproximadamente a temperatura ambiente - la temperatura ideal para emitir los distintos patrones de luz infrarroja que Spitzer puede detectar.
De acuerdo con Cami, Spitzer observó el lugar correcto en el momento adecuado.
Dentro de un siglo a partir de ahora, las buckyballs podrían estar demasiado frías como para ser detectadas.
Los datos del Spitzer fueron comparados con datos de mediciones de laboratorio de las mismas moléculas y mostraron una combinación perfecta.
"No planeamos este descubrimiento", dijo Cami. "
Pero cuando vimos estas firmas espectrales, supimos de inmediato que estábamos viendo una de las moléculas más buscadas."
En 1.970, el profesor japonés Eiji Osawa predijo la existencia de los buckyballs, pero no se observaron hasta los experimentos llevados a cabo en un laboratorio en 1.985.
Los investigadores simularon las condiciones en las atmósferas envejecidas de las estrellas gigantes ricas en carbono, en las que se habían detectado cadenas de carbono.
Sorprendentemente, estos experimentos dieron como resultado la formación de grandes cantidades de buckminsterfullerenes.
Las moléculas han sido encontradas en la tierra en el hollín de las velas, en las capas de rocas y en los meteoritos.
El estudio de los fullerenos y sus familiares se ha convertido en un campo ocupado de la investigación debido a las grandes propiedades químicas y físicas que tienen estas moléculas únicas.
Sus aplicaciones se centran en el armamento, la administración de fármacos y las tecnologías de superconductores.
Sir Harry Kroto, quien compartió el Premio Nobel 1.996 de Química con Bob Curl y Smalley Rick por el descubrimiento de los buckyballs, dijo : "este emocionante descubrimiento ofrece evidencias convincentes de que los buckyballs, como he sospechado desde hace tiempo, existen desde tiempos inmemoriales en los oscuros recovecos de nuestra galaxia."
Búsquedas anteriores de las buckyballs en el espacio, en particular alrededor de estrellas ricas en carbono, no tuvieron éxito.
Un caso prometedor para su presencia en las nubes tenues entre las estrellas fue presentado hace 15 años, por medio de observaciones en longitudes de onda ópticas.
Esta conclusión está en espera de la confirmación de los datos de laboratorio.
Más recientemente, otro equipo del Spitzer manifestó haber descubierto indicios de buckyballs en un tipo diferente de objeto, pero las firmas espectrales que se observaron fueron en parte contaminadas por otras sustancias químicas.
La empresa de recién creación Luna NanoWorks está a punto de comercializar una versión nueva de buckyballs (moléculas de carbono con la forma de un balón).
Este nuevo tipo de buckyball podría mejorar la formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) y llevar a la producción de células solares de alta eficiencia.
Cada buckyball está formada por 80 átomos de carbono con grupos de nitruro de metal en su interior, dando lugar a un nanomaterial con innovadoras propiedades electrónicas, ópticas y magnéticas.
El desarrollo del nuevo material fue el resultado inesperado de una investigación del científico de la Universidad de Virginia Tech, Harry Dorn, y su equipo de investigadores.
Normalmente, los científicos crean las buckyballs -las más comunes son esferas huecas de 60 átomos de carbono- formando un arco eléctrico entre dos eléctrodos.
Durante el proceso de creación de las buckyballs del profesor Dorn, entró aire en la cámara del arco eléctrico, dando lugar a jaulas buckyball de 80 átomos de carbono, cada una con una molécula de nitruro de metal con tres átomos de metal en su interior.
Las bucky balls están basadas en sesenta coordenadas todas basados en phi
Las bucky balls constan de 60 puntos en la superficie de una forma esférica, donde la distancia desde cualquier punto a sus vecinos más próximos tres puntos de la esfera es idéntica para todos los puntos.
Domo geodésico
Nótese que la superficie consta de doce phi basados en pentágonos, cada uno de los cuales está conectado a cinco de los veinte hexágonos, esta muestra se desarrolla a continuación:
En la cúpula geodésica, cada pentágono y el hexágono se divide en triángulos de forma idéntica, con lo que es la forma más estrecha aún a una esfera.
Las coordenadas de los 60 vértices de las bucky balls están centradas en el origen de un eje 3D y se basan todas en phi!
Estas coordenadas son los mismas que las esquinas de los siguientes tres rectángulos que aparecen en la siguiente estructura geométrica :
(0,+-1,+-3Φ), (+-1,+-3Φ,0), (+-3Φ,0,+-1)
También pueden ser definidas por los siguientes bloques en 3d :
(+-2,+-(1+2Φ),+-Φ)
(+-(1+2Φ),+-Φ,+-2)
(+-Φ,+-2,+-(1+2Φ))
(+-1,+-(2+Φ),+-2Φ)
(+-(2+Φ),+-2Φ,+-1)
(+-2Φ,+-1,+-(2+Φ))
He aquí una completa lista de todas las coordenadas :
(0,1,3Φ)
(0,1,-3Φ)
(0,-1,3Φ)
(0,-1,-3Φ)
(1,3Φ,0)
(1,-3Φ,0)
(-1,3Φ,0)
(-1,-3Φ,0)
(3Φ,0,1)
(3Φ,0,-1)
(-3Φ,0,1)
(-3Φ,0,-1)
(2,(1+2Φ),Φ)
(2,(1+2Φ),-Φ)
(2,-(1+2Φ),Φ)
(2,-(1+2Φ),-Φ)
(-2,(1+2Φ),Φ)
(-2,(1+2Φ),-Φ)
(-2,-(1+2Φ),Φ)
(-2,-(1+2Φ),-Φ)
((1+2Φ),Φ,2)
((1+2Φ),Φ,-2)
((1+2Φ),-Φ,2)
((1+2Φ),-Φ,-2)
(-(1+2Φ),Φ,2)
(-(1+2Φ),Φ,-2)
(-(1+2Φ),-Φ,2)
(-(1+2Φ),-Φ,-2)
(Φ,2,(1+2Φ))
(Φ,2,-(1+2Φ))
(Φ,-2,(1+2Φ))
(Φ,-2,-(1+2Φ))
(-Φ,2,(1+2Φ))
(-Φ,2,-(1+2Φ))
(-Φ,-2,(1+2Φ))
(-Φ,-2,-(1+2Φ))
(1,(2+Φ),2Φ)
(1,(2+Φ),-2Φ)
(1,-(2+Φ),2Φ)
(1,-(2+Φ),-2Φ)
(-1,(2+Φ),2Φ)
(-1,(2+Φ),-2Φ)
(-1,-(2+Φ),2Φ)
(-1,-(2+Φ),-2Φ)
((2+Φ),2Φ,1)
((2+Φ),2Φ,-1)
((2+Φ),-2Φ,1)
((2+Φ),-2Φ,-1)
(-(2+Φ),2Φ,1)
(-(2+Φ),2Φ,-1)
(-(2+Φ),-2Φ,1)
(-(2+Φ),-2Φ,-1)
(2Φ,1,(2+Φ))
(2Φ,1,-(2+Φ))
(2Φ,-1,(2+Φ))
(2Φ,-1,-(2+Φ))
(-2Φ,1,(2+Φ))
(-2Φ,1,-(2+Φ))
(-2Φ,-1,(2+Φ))
(-2Φ,-1,-(2+Φ))
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