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Superconduttività nei Materiali Fullerenici

Preparazione di materiali fullerenici

Il metodo convenzionale per la preparazione di fulleruri binari e ternari di metalli alcalini consiste nel miscelare quantità stechiometriche di C60 e metallo e riscaldare la miscela a 300-400°C, in un contenitore a vuoto di quarzo o vetro pyrex, per una settimana. Questa tecnica può anche essere utilizzata per le terre rare, meno volatili, ma richiede temperature più elevate, prossime a quella di decomposizione del fullerene. Alternativamente è possibile prova-re a far avvenire la reazione tra il vapore del metallo e il plasma di carbonio nella tecnica di produzione del fullerene tramite scarica ad arco: nel caso di esito positivo del processo, questo è completato in pochi secondi.
Una variante dell'intercalazione in fase vapore coinvolge l'uso di composti che, riscaldati, si decompongono generando metalli alcalini e sostanze inerti che possono essere in seguito rimosse dal prodotto. Tra questi composti si annoverano idruri dei metalli alcalini (e.g. NaH), boroidrati (e.g. NaBH4), leghe con altri metalli (in particolare il mercurio, che può essere facilmente distillato dal solido, e.g. KHg, RbHg, Na5Hg), e azoturi (e.g. NaN3, CaN6). L'impiego di queste sostanze rende la preparazione più agevole: sono solidi relativamente duri e possono essere maneggiati facilmente, inoltre sono meno reattivi dei metalli puri e il peso molecolare elevato riduce la possibilità di errore nella pesata. In particolare gli azoturi sono poco reattivi con l'aria e possono essere isolati facilmente, tuttavia, c'è la possibilità che formino degli agglomerati del tipo M.N. all'interno del solido. I fulleruri preparati a partire da NaN3 sono di particolare interesse in quanto, al variare delle condizioni di preparazione, possono godere di proprietà superconduttive nonostante Na3C60 sia un isolante.
I fulleruri possono anche essere sintetizzati con reazioni in soluzione e successivamente purificato riscaldandolo sotto vuoto. Il solvente per questo processo deve essere stabile rispetto all'elevato potenziale di riduzione necessario per la produzione degli anioni C60-x, deve avere una struttura molecolare semplice, essere altamente volatile, puro, e ovviamente deve poter sciogliere almeno uno dei reagenti. Tra i solventi migliori si annovera l'ammoniaca, che dissolve i metalli alcalini senza presentare decomposizioni. I prodotti di questo tipo di reazione sono fulleruri intercalati con ammoniaca, ma è possibile riottenere i fulleruri comuni facendo evaporare l'ammoniaca in eccesso tramite riscaldamento a vuoto.

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Superconduttività nei Materiali Fullerenici

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Informazioni tesi

  Autore: Dario Schiano Moriello
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Scienza e Ingegneria dei Materiali
  Corso: Ingegneria industriale
  Relatore: Mauro Causà
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 51

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Parole chiave

superconduttività
fullerene
c60
materiali fullerenici
fullerite

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