Кіріспе
Молекулалық материалдардың құрылымындағы байланыс ауысуына тәуелді ақау Stone Wales ақау - екі π байланысқан көміртек атомдарының байланыстылығының өзгеруін қамтитын кристаллографиялық ақау, олардың байланысының ортасына қатысты 90 ° айналуына әкеледі. Реакция көбінесе нафталин тәрізді құрылымның фулвален тәрізді құрылымға айналуын қамтиды, яғни, бір шетті бөлісетін екі сақина және бір-біріне қосылған екі бөлек сақина. Реакция көміртек нанотұбырларында, графенде және ұқсас көміртек құрылымдарында жүреді, онда пирен тәрізді аймақтың төрт іргелес алты мүшелі сақинасы екі іргелес сақинаны біріктіретін байланыс айналғанда екі бес мүшелі сақинаға және екі жеті мүшелі сақинаға айналады. Бұл материалдардың қайта орналасуы жылулық, химиялық, электрлік және механикалық қасиеттеріне маңызды әсер етеді деп есептеледі. Қайта реттеу пирацикленнің қайта реттеуінің үлгісі болып табылады.
A Stone–Wales defect is a crystallographic defect that involves the change of connectivity of two π bonded carbon atoms, leading to their rotation by 90° with respect to the midpoint of their bond. The reaction commonly involves conversion between a naphthalene like structure into a fulvalene like structure, that is, two rings that share an edge vs two separate rings that have vertices bonded to each other. The reaction occurs on carbon nanotubes, graphene, and similar carbon frameworks, where the four adjacent six membered rings of a pyrene like region are changed into two five membered rings and two seven membered rings when the bond uniting two of the adjacent rings rotates. In these materials, the rearrangement is thought to have important implications for the thermal, chemical, electrical, and mechanical properties. The rearrangement is an example of a pyracyclene rearrangement.
Тарих
Кемшілік Кембридж университетінің Энтони Стоун және Дэвид Дж. Уэльс есімдерімен аталған, олар оны 1986 жылы фуллерендердің изомеризациясы туралы мақаласында сипаттаған. Алайда, осыған ұқсас ақауды 1952 жылы Г.Динес графиттегі диффузиялық механизмдер туралы және кейін 1969 жылы Питер Трауердің графиттегі ақаулар туралы мақаласында сипаттаған. Осы себепті кейде Stone Thrower Wales деген термин қолданылады.
Құрылымдық әсерлері
Ақаулар скантау-тұннелдік микроскопия және беріліс электронды микроскопия арқылы суреттелген және әр түрлі тербеліс спектроскопия әдістерін қолдану арқылы анықталуы мүмкін. Фуллерендер немесе көміртек нанотүтіктерінің коалесценция процесі осындай қайта реттеулер арқылы болуы мүмкін деп ұсынылды. Бұл ақаулық көміртекті нанотүтіктердің наноөлшедегі пластикалық және сынық-жегіштігімен байланысты деп есептеледі.
Химиялық мәліметтер
Stone Wales ақауларында байланысты айналдыратын қарапайым атомдық қозғалыстың белсенділік энергиясы бірнеше электронвольт кедергісі бойынша өте жоғары. Бірақ әртүрлі процестер дефекттерді күткеннен әлдеқайда төмен энергиямен жасауға мүмкіндік береді. Бұл ақаулардың сутегінен жоғары afiniteti, ірі материалдың үлкен бетінің ауданымен бірге, бұл ақауларды сутегін сақтауға арналған көміртек наноматериалдарын пайдалануда маңызды аспектке айналдыруы мүмкін. Көміртекті нанотүтік желісі бойымен ақауларды енгізу белгілі бір жол бойымен өткізгіштікті арттыру үшін көміртекті нанотүтік схемасын бағдарламалауға болады. Бұл жағдайда ақаулар зарядтың жерінен ауысуына әкеледі, бұл кіретін электрондарды берілген траекторияға қарай қайта бағыттайды.