補足板[201] ～フラーレン とは
- 投稿者：李中
- 投稿日：2022年 3月22日(火)00時32分50秒
- 編集済
補足板[201] ～フラーレン とは
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石板シュンガイトにでてきた語の補足です。
サッカーボールのような構造をした構造体で、活性炭素を除去することが
人体への好影響のようですね、、
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影響 ควันหลง ความกระทบกระเทือน ผลกระทบ ผลตามหลัง มีอิทธิพล /khwan-lǒŋ
/khwaam-krathóp-krathɯan
/phǒn-krathóp
/phǒn-taam-lǎŋ
/mii ʔìtthíphon ※<ガーン>は【動作語（仕事・活動・やる事）】「～すること」の抽象名詞化、、 <クワーム>は【持ち言葉（気持ち・愛情・感情）】「～すること」の抽象名詞化。。
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M； 【フラーレン (fullerene [ˈfʊləˌriːn]、独: Fulleren [fʊləˈreːn]) 】とは
閉殻空洞状の多数の炭素原子のみで構成される、クラスターの総称である。 共有結合結晶であるダイヤモンドおよびグラファイトと異なり、数十個の原子からなる構造を単位とする炭素の同素体である。 ★呼び名はバックミンスター・フラーの建築物であるジオデシック・ドームに似ていることからフラーレンと名づけられたとされる。
最初に発見されたフラーレンは、★炭素原子60個で構成されるサッカーボール状のような構造を持った「C60フラーレン」である。
歴史として、先述のC60フラーレンの発見は★1985年であるが、それ以前に C60 構造の存在は予測されていた。
1965年、C60H60の二十面体トポロジー構造が可能であることが報告された。
1970年、当時北海道大学の大澤映二は、ベンゼンが5つ集まって皿状になった「コランニュレン」という物質の構造がサッカーボールの一部と同じであることに気づいた。ここから、実際にサッカーボール状の C60 も存在しうると考え、考察の結果を和文雑誌などに公表した。 だが、これが掲載されたのは日本語の文献のみで、英語などでは発表していなかったため、欧米の科学者には知られることはなかった。
同じく1970年、R. W. HensonはC60の構造モデルを提唱した。 だが、このモデルが現実に存在するとは誰にも思われず、彼の同僚にすら受け入れられなかった。 そのため、このアイデアの論文は発表されることはなかったことが、1999年のCarbon誌に明かされている。
これらの成果とは独立に、1973年、Prof.Bochvar率いるロシアの科学者グループは、C60の安定性の量子化学的分析を行い、この分子構造の電子状態を計算した。 この計算結果も学界では受け入れられなかった。この論文は1973年のロシアの"Proceeding of USSR Academy of Sciences"から発表された。
1985年、C60フラーレンの実在がハロルド・クロトー、リチャード・スモーリー、ロバート・カールらによって初めて発見された。この発見により、発見者の三人は、★1996年度のノーベル化学賞を受賞した。
★1992年、ロシアのカレリア共和国産の"炭素鉱物シュンガ石（shungite）"(まだ正式に鉱物種とは認められていない) に C60 が含まれていると報告された。その後京都大学で分析が行われ、2004年に★重量比で約20ppmの C60 が含まれていると発表された。 2007年現在、生成の機構は不明である。
2010年9月4日、C60フラーレン発見25年を記念して、Googleホームページのロゴが特別バージョンとなった（※含有画像 HPからご参照ください）。
バリエーションにはいかのものがある。
１ C60フラーレン
炭素原子60個からなる切頂二十面体（サッカーボール状）構造、直径7.1Åのフラーレンを、C60フラーレンと呼ぶ。IUPAC命名法では (C60-Ih)[5,6]フラーレンという。また、同様の構造を持ったドームジオデシック・ドームのデザイナーであるバックミンスター・フラーの名をとって、バックミンスターフラーレン (Buckminsterfullerene) 、バッキーボール (Buckyball) とも呼ぶ。6員環が20、5員環が12、60本の単結合、30本の二重結合で形成されており、余った結合が出ない安定な構造である。
フラーレン (C60) は、固体構造（ファンデルワールス結晶）をとる場合がある。C60 を一つの粒子とみなして、その粒子が面心立方構造（常温での安定相）をとる。 260 K以下では、単純立方構造が安定となる。また、常温での準安定相として六方晶構造も存在する。これらの構造で、個々のフラーレンは高速で回転している。常温で毎秒およそ108から109回転するが、低温では回転は遅くなる。さらに、その粒子間（C60間）にアルカリ金属などがインターカレートした構造も存在（面心立方的構造、体心立方的構造などとなる）する。 アルカリ金属などをインターカレートした構造の中には、超伝導を示すものも存在する。カリウムをドープした K3C60 は C60 を面心立方 (fcc) で組み上げ C60 分子間に K+ が入り込む形になっていて、その転移温度は30 Kを超える。他に二価金属のBaでも Ba4C60 となり、10 K以下だがやはり超伝導を示す。
２ 高次フラーレン
炭素原子の数が★60個を超えているクラスターも存在する。これを高次フラーレンと呼ぶ。 アーク放電法などによるC60フラーレン合成の際、これら高次フラーレンが少量ながら生成される。 炭素数が70, 74, 76, 78……のものなどが単離されている。 これらも全て5員環・6員環から成っており、★7員環以上の環を持つフラーレンは実際には発見されていない。★炭素の数がいくつになっても5員環の数は12と決まっており、6員環の数だけが増えていく（オイラーの多面体定理より）。
また、フラーレン骨格においては★5員環は隣り合わせにならないという規則がある（孤立5員環則、IPR）。 C60 フラーレンはIPRを満たす最小のフラーレンであり、その次が C70 となる。C62 や C68 などが発見されないのは、これらがIPRを満たし得ない炭素数だからと考えられる（ただし後述のように、内包フラーレンでは例外が存在する）。
３ 低次フラーレン
炭素原子が★60個以下のフラーレンは、特殊な例を除いて安定しては存在できない。
①カーボンナノチューブ
炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）が★単層あるいは多層の同軸管状になった物質。 炭素の同素体で、フラーレンの一種に分類されることがある。 （詳しくはカーボンナノチューブを参照。
②ハイパーダイヤモンド
フラーレンを原料に★高温高圧下で生成される物質。 ダイヤモンド･ナノロッド凝集体（Aggregated diamond nanorod、ADNR）とも呼ばれる。 ★市販の多結晶質ダイヤモンドより3倍程度硬い（摩耗抵抗、破壊靱性）とされる。
合成法としては、クロトー、スモーリー、カールは❶でグラファイトにレーザー光線を当てて蒸発させ、フラーレンを発見した。この方法によって得られるフラーレンの量は極少量であったが、❷1990年にドイツでアーク放電により大量にフラーレンを合成する方法が発見され、フラーレンの研究が進展するきっかけとなった。その後、❸炭化水素を燃焼させたりプラズマで分解するなど、さまざまな方法が開発されている。2000年代に入り、❹燃焼法によるトン単位の大量生産も行われるようになった。
一方、フラーレンの有機化学的手法による合成は難航したが、2002年になって、❺11段階で作った前駆体を瞬間真空熱分解で処理することにより初めて成功した（収率は約0.1%?1%）。その後、❻トルキセンから三段階で作った前駆体を白金上で加熱することにより効率よくフラーレンに変換することに成功した。 また、❼単層グラフェンに担持した同じ前駆体に電子線照射することによってフラーレンに変換される様子を原子分解能の電子顕微鏡映像として記録することにも成功している。
４ 内包フラーレン
フラーレン生成時に★ある種の金属元素をグラファイト中に加えておくと、中空の骨格内に金属原子を包み込んだフラーレンが得られる。これを内包フラーレンと呼び、「M@C60」 などと書き表す。 これまで★スカンジウム、ランタン、セリウム、チタンなどを内包したフラーレンが得られているが、アルミニウムや鉄、金などを内包したものは得られておらず、こうした選択性の理由ははっきりしていない。
金属ではなく窒素原子を閉じこめた N@C60、2つ以上の金属原子を含んだ (Sc2C2)@C72、2種以上の元素を内包した (Sc3N)@C80 などの化合物も得られている。 ウランは C82 に、トリウムは C84 に入る。 また、ウラン2個が C80 に入るなど、元素によって炭素数との相性がある。
京都大学の小松紘一らは、有機化学的な手法によってフラーレン骨格に穴を開け、水素分子を封入した上で穴を閉じて元のフラーレン骨格を再生し、H2@C60 という分子を人工合成することに成功している。 小松はこれを「分子手術（Molecular Surgery）」と呼んでいる。
名古屋大学の坂田誠らはSPring-8の放射光と最大エントロピー法 (MEM) を用いて Sc2@C66 の構造解析を行い、孤立5員環則を破るフラーレンの存在を証明した。
反応としては、
フラーレンは★物理的に極めて安定で、★水や有機溶媒に溶けにくい性質を持つ。 このため、この物体単体の利用開発が妨げられている。だが、★化学反応性に富み、化学修飾をほどこし水溶性を増すことで、様々な試薬と反応することが知られており、様々な分野での開発研究が進められている。 これは球面状に芳香環が歪められているため芳香族性が低下し、適当な反応性を持つためと考えられる。 現在までに様々な反応が報告されており、C60は単一分子として最も反応性がよく調べられた分子となっている。
主な反応として❶水素やハロゲンの付加反応、❷有機金属試薬の求核付加反応、❸[3+2]・[4+2]などの環化付加反応などがある。また★二重結合は白金やイリジウムなどの配位子としても働き、錯体を形成することが知られている。 また、★2個の C60 が結合して出来た二量体や、さらに密に結合した落花生型などの C120、3個が結合したトリマーの C180 や、多数のフラーレンが結合したポリマーなども合成されている。
フラーレンに置換基を導入する反応の中でも、以下の二つの反応がよく知られている。
あ Bingel反応
Bingel-Hirsh反応とも呼ばれる。ブロモマロン酸エステルをDBUによりエノラート化し、フラーレンに求核付加する。その後、フラーレンに生じた負電荷がSN2反応でマロン酸部位を攻撃し、三員環構造を形成する。 ヨウ素やテトラブロモメタンを共存させることで、ハロゲン化されていないマロン酸エステルも反応させることが可能である。
い Bingel反応
う Prato反応
アルデヒド化合物とグリシンなどのアミノ酸をまず反応させ、アゾメチンイリドを形成させる。次いでフラーレンと1,3-双極子付加反応を起こさせ、最終的にフラーレン上にピロリジン環が形成される。
応用には以下のものがある。
A 医薬
①★ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の特効薬としての利用が検討されている。HIVは増殖の際に★HIVプロテアーゼという酵素を必要とする。この酵素は脂溶性の空隙があり、ここにちょうどフラーレンがはまり込んでその作用を阻害する。このためある種のフラーレン誘導体は抗HIV活性を示し、臨床試験が進行中である。
②遺伝子の導入にフラーレンが有効であることが判明している。
C60フラーレンに四つのアミノ基をつけた水溶性フラーレン（TPFE）はDNAとの結合が可能である。 DNAと結合したTPFEは細胞膜を通り抜けた後に分離し、放たれたDNAは発現する。 フラーレンは低毒性で、TPFEを使った遺伝子治療は安全だといわれている。 遺伝子導入には今までウイルスや脂質類似物を「運び屋」として使う方法があったが、臓器障害などの安全性の問題があった。しかし、東大大学院理学系研究科の中村栄一教授と東大医学部付属病院の野入英世准教授らの、マウスを使った実験ではTPFEによる遺伝子導入に臓器障害が見られなかったという。 また、TPFEは安価で大量生産できるため、TPFEによる遺伝子治療は安価で利用できるという。
B 化粧品
★活性酸素やラジカルを消去する作用により、美肌効果や肌の老化防止効果があるとされており、美容液やローションなどに配合されている。
C 電子材料
n型半導体材料として、PCBMなどの誘導体を用いた研究が進められている。
D 潤滑
基礎研究の段階ではC60フラーレンをボールベアリングのボールのように用いて動摩擦をほぼゼロにできる事が分かっており、ナノマシンの潤滑剤としての用途などが考えられている。 （Wiki）
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初版20220322 開花宣言したものの、相変わらず肌寒い、、先週の金曜からずっと、、しかも今日は5℃予報、、（泣
－画像追記同日、
①気象関連情報
２２火 関東気温急降下 全国的に広く雨・雪
東京 日中５℃以下 予報 ＞ ゲゲっ！
６強地震 最大６万戸断水 未だ水圧不足で９０００戸
東北新幹線 損傷か所１０００ ４／２０復旧予定
②日本の国政 関連 ●
❷世界情勢・ウクライナ侵攻関連
1970年映画「ひまわり」 全国ミニシアターで放映の動き ウクライナ舞台の反戦映画
一部売り上げを人道支援に
店に露の攻撃 少なくとも６人死亡
マリウポリ 露の降伏要求 拒否
無差別攻撃の激化 懸念
難民３５０万人流入 中欧近づく 限界
ウクライナ 国内外での避難民 １０００万人超に 人口の１／４
難民申請 期間はEU最大３年 日本は1年
停戦協議 「合意近い」情報も トルコ紙※2 ＞ ６項目※1で４つ合意、ウクライナの非ナチ化が争点なのだ
とか※3 でも、③（↓）って、結局ゼレンスキー氏の抹殺ってことでしょ？ 無理では？
※1 ①ウクライナの中立化 ②非武装化と安全保障 ③非ナチ化 ④ロシア語の使用制限の解除 ⑤東部ドンバス
地域の帰属 ⑥クリミア半島の帰属 うち①～④には合意するかも、としている。
※2 トルコ ヒュリエット紙
※3 プ氏の言い分 %#10102;ゼレンスキー政権は「ネオナチ」 ❷ウクライナ東部の人たちは砲撃や空爆を
受けてきた。これはジェノサイド※4だ。 ❸ジェノサイドに苦しむ市民を救うことが軍事作戦の目的。
※4 ジェノサイド； その共同社会や民族を滅ぼすほどの大量殺害、大量殺戮。
バ氏 ２５金 ポーランド訪問
③経済関連
家庭・職場 節電よびかけ ２２火東電 ＞ 気温低下と発電所復旧進まず、需給が「非常に厳しい」のだとか
６強地震 火力発電所損壊 東電に打撃
UAEに原油増産要請 林外相
ズワイガニ 記録的不漁 漁期終了へ
④新型コロナ関連 ※国内都道府県情報以外
明日からまん防 全面解除 ＞ 最終となる２１祝月の都道府県別数値を挙げさせて頂きました↓
療養死 急増 高齢者施設の限界 ＞ 結局、基準をつくるとかでマン防、緊急宣言を制定したが、政府のやら
なくてよい項目・免責項目を羅列しただけ、、助成金も応募手続きを面倒にして見た目できるようにみせかけている
だけ、、地方窓口の混雑は青色申告会に丸投げ、、そして医療の逼迫は自宅療養に無理やりした挙句、国民の死、、
云々…コロナ対策のどこをどう切り取って見てみても、決して良い政治とは云えないと思うのだが、、
⑤パラ五輪・その他スポーツ関連
ワリエワ問題 ８月に決着か！？ ＞ なんでそんなに時間かかるの？
石川遼 約半年ぶりにツアー復帰 31木開幕国内初戦エントリー ＞ 半年って、、あ、コロナでか？
⑥ １３２人乗った旅客機 墜落 中国
爆発や大破の目撃情報
⑦ 三浦祐太朗＆牧野由依夫妻 第一子女児誕生 ＞ …ということは百恵ちゃんは初孫？
⑧ ボートレース史上初 女子レーサー遠藤エミ ＧＳ優勝
重圧跳ね除け、イン逃げ 歓喜の涙
⑨野球関連MLB
エ軍 25億円右腕「腕が蘇った感じ」 TJ手術から2年
❾野球関連NPB
DeNA ソト＆オースティン 開幕絶望 ＞ 去年も春先、戦力揃って無かった記憶が…
日ハム新球場 まるでコロッセオ ７割完成 ＞ あと1年ですね、、
センバツ 山梨学院の内野5人 騒然 ＞ MLB式ですね
センバツ セオリー無視 初球エンドランで好投手攻略の高知商業
阪神 島田がコロナ感染
オリ 育成2年目辻垣、宇田川、新人大里ら３選手 感染
阪神40歳 糸井 開幕スタメン当確
中日44歳 福留 開幕スタメンへ
巨人 先発ローテ６人確定 戸郷・メルセデス・堀田も
桑田コーチ明言 23歳以下 ４人
⑩《新型コロナウィルスCovid-19関連ニュース》
国内のニュース
・ 全国３９，６５９人（前週同一曜日比－１，２８７） 死亡６６人
×全国重症患者数人（昨日比＋－）（月火水木金土日10:00現在⇒ﾔﾌｰ 同18:00現在⇒NHK）
21・ 9・30 緊急事態宣言発令19、まん防発令８県を一斉解除。3回目発令前日の4/4以来。
● ４７都道府県別新規感染者数など
※左の〇以外の記号；緊急事態宣言又はまん防適用都道府県。詳細な説明は2021年11月3日以前の板をご
参照。
※一番右の丸数字22・1・9まん防適用①広島・山口・沖縄の3県月末ま迄
②1・19追加１３都県13日迄 1・25延長追加３４都道府県に2・20迄 岸田総理の優柔不断があると
判断し併記同番号にしました。 3・22まん防一斉解除。
ＮＨＫ全国２７、７０１人
北海道 ーー⑥▼ー○①■●② １００９人
青森 ーーーーーーーーー② ３９４人 八戸で学校ｸﾗｽﾀｰ2件
〇 岩手 ーーーーーーーーーー １３１人死亡1 ｸﾗｽﾀｰ2件 150人以下は2月14以来
〇 秋田 ーーーーーーーーーー １３５人▲
宮城 ーー①ーーー②■④ー ２７７人▼
山形 ーーーーーーーーー② ８１人
福島 ーーーーー①①①④② ２１９人
新潟 ーーーーーーーーー② ３１２人
茨城 ーーーーー①◆◆●② １４１０人
栃木 ー■ーーー①◆◆●② ２４８人
群馬 ーー⑧ーー①◆◆●② ３２８人
東京 □■②△◆●●●●② ３８５５人、前週比９８１人減
神奈川 □■③ー◇●●●●② ３８５６人 2か月ぶり4000人下回る 横浜で40代男性死亡
埼玉 □■③ー◇●●●●② ２９８５人
千葉 □■③ー◇●●●●② １７５４人8人死亡 ２か月ぶり2000人割る 小学校でｸﾗｽﾀｰ、
長野 ーーーーーーーーー② ３３９人1人死亡先週比79人増8日連続で前週上回る 学校児童施設ｸﾗｽﾀｰ
静岡 ーーーーー①◆◆●② ４２２人
山梨 ーーーーーー②②ーー １２２人▼
愛知 ー■③▲ー①①■●② １９８２人
石川 ーー⑧ーー○①①④② ２２６人
富山 ーーーーーー②②ーー １４１人
〇 福井 ーーーーーーーーーー １１５人▲
三重 ーー⑥ーーー②■●② ２２２人 四日市46津45松坂37など 病床使用率29，6％
岐阜 ー■⑥ーーー②■●② １７５人 ２カ月振り100人割る こども園ｸﾗｽﾀｰ34人に
滋賀 ーーーーー①①■●ー ３８４人
京都 ー■②△ー○◆◆●② ４１９人
大阪 □■①△◇●●●●② １６３８人、
兵庫 □■①△ー○◆◆●② ９５７人、 近畿圏11人死亡
〇 奈良 ーーーーーーーーーー ３５９人▲
〇 和歌山ーーーーーーーーーー １１７人▲
岡山 ーー⑧▲ーー②■④② ２０６人
広島 ーー⑧▲ーー②■●① ４４７人
山口 ーーーーーーーーー① １６９人
〇 鳥取 ーーーーーーーーーー ４７人 松江の学校と福祉施設でｸﾗｽﾀｰ
島根 ーーーーーーーーー② ５２人▼
香川 ーーーーーー②②④② １９４▼
〇 徳島 ーーーーーーーーーー １０３人▲
愛媛 ーーーーーー②②ーー １１７人▼
高知 ーーーーーーー③ーー ８４人▼
佐賀 ーーーーーーー③ー② ８６人
長崎 ーーーーーーー③ー② １２８人 刑務所ｸﾗｽﾀｰ計64人に
宮崎 ーーーーーーー③④② １２０人▼前週より微減
福岡 □■⑤▲ー○◆◆●② １１９１人
大分 ーーーーーーーーー② １６９人
熊本 ーー⑧ーー①①①④② ２４４人
鹿児島 ーーーーーー②②④② ２１８人 鹿児島83鹿屋30霧島24姶良20志布志11など
沖縄 ーー②▽◆●●●●① ３００人
空港検疫など １１４人▲
新規感染者数「0」の県⇒ なし ０県 NHK人
（※上は緊急事態宣言、及びまん防発令「□■①丸数字△▲◆◇等」のあった都道府県。 解除後も経過観察で全て置いてある何れかの最低数「▼」を、同じか上回った県は「▲」と記載。「0」は昨日の感染者数は「なし」の意味で、同じくなしの場合、▲は記載しない。
過去最多情報、重症者情報は、閲覧した記事中に見られたものだけを記載） 記載漏れ、ミスはご容赦＜（）＞
※※新型コロナに感染されてお亡くなりになられた方々に対し、心から哀悼の意を表し、お悔やみを申し上げます。 また、現在ご闘病の方々に対し、一日でも早くのご回復を心から祈念申し上げます。 ＜（）＞
・ 国内２万７７０１にん 死者５８ 共同
・ 外食各社 22火 時短営業解除へ
・ 韓国 引継ぎ委員傘下コロナ非常対応特別委員会 初会議 保険医療・民生経済の２文科で構成
・ 韓国 26万５７６２人 18時時点
・ 豪サッカー監督 日本と対戦 コロナ隔離違反
・ ゼロコロナ政策も感染拡大 確認店舗、ビル閉鎖 中国 ＞ 五輪中も相当数でてたのでは？
・ 香港 1万４０６８人 3日連続2万人以下 第五波累計役105万人に 21月
● その他各地別の情報 ※上記に書ききれなかったものだけ
● 国内ワクチン接種の進捗状況 月火水木金土日官邸公表NHK 他×は23:00現在下記JX
※ JX通信社/FASTALERT提供の値。 ×
※ NHK ○
×累計 回、 （×うち医療従事者 回 高齢者 回）
うち２回目 回
うち３回目 ー回
○うち１回目 これまでの接種率 全人口比％
○うち２回目 これまでの接種率 全人口比％
〇うち３回目 ー これまでの接種率 全人口比％
×昨日比 ＋回
×うち１回目
× ２回目
３回目 ４２，１７７，１２７ ３３，３％
〇 65歳以上 回 ％
〇うち２回目 回 ％
うち３回目 ー回 ％ NHK
● 各地のワクチン関連情報
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（画像 ・上） フラーレンとは何か ／www.knak.jp
（画像 ・中） フラーレンの効果 ／Amazon
（画像 ・下） いろいろなフラーレン ／東京化成工業株式会社
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