Астралены. 
Фуллерены, астралены и перспективы их применения в микро- и наноэлектронике

Основная проблема при использовании наноразмерных частиц в массовом производстве наноструктурированных материалов заключается в их высокой стоимости. Известно, в частности, что высокоэффективным упрочнителями цементных материалов являются фуллерены, однако их высокая стоимость не позволяет применять фуллерены в широкой практике производства строительных материалов. Замена фуллеренов на более дешевые фуллероиды позволила обеспечить экономическую целесообразность производства нанобетона, для чего была разработана технология синтеза и организовано промышленное производство фуллероидов, названных авторами «астраленами».

Введение

астраленов в бетонные смеси в самом незначительном количестве (менее чем 10−3%) приводит к росту в составе цементного камня протяженных структур длиной в сотни мкм.

Наличие таких образований является ничем иным, как микродисперсным самоармированием цементного камня, что приводит к соответствующему упрочнению бетонов на основе таких нанодобавок.

Фуллероидами называют углеродные наночастицы, в строении которых наряду со сферическими образованиями из атомов углерода присутствуют также их деформированные фрагменты.

Астралены представляют собой гигантские молекулы в форме тора, составленные из сочетания углеродных гексагонов и пентагонов. Размеры астраленов находятся в интервале от 30 до 150 нм. По внешнему виду астралены выглядят как порошок темно-серого цвета.

Структура астралена

Астралены получают как побочный продукт производства фуллеренов путем термического распыления графитового анода в плазме дугового разряда, горящей в атмосфере инертного газа. Продукты распыления осаждаются на охлаждаемых стенках камеры, и, в основном, на поверхности катода. Полученный катодный осадок имеет центральную рыхлую часть, из которой извлекаются фуллерены, и более плотную корку, в которой содержатся разнообразные наноструктуры, ранее считавшиеся бесполезными примесями.

Для получения астралена корку катодного осадка измельчают и выделяют целевой продукт путем последовательного газофазного окисления в воздушной среде и в растворах солей щелочных металлов. Астрален имеет меньшую стоимость по сравнению с фуллеренами, поскольку для его получения используют ту часть катодного осадка, которая ранее шла в отходы при производстве фуллеренов из центральной части катодного осадка.