Topochemical reactions in crystalline fullerens and related materials  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
46700
Type K
Principal investigator Pekker, Sándor
Title in Hungarian Topokémiai reakciók kristályos fullerénekben és rokon szerkezetű anyagokban
Title in English Topochemical reactions in crystalline fullerens and related materials
Panel Physics 1
Department or equivalent Experimental Solid State Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants Borondics, Ferenc
Kamarás, Katalin
Kováts, Éva
Pergerné Klupp, Gyöngyi
Starting date 2004-01-01
Closing date 2008-06-30
Funding (in million HUF) 9.205
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A pályázat keretén belül kifejlesztettük a molekulakristályok újszerű családját, amelyet szokatlan dinamikai sajátosságai alapján rotor-sztátor fázisoknak neveztünk. A nagy szimmetriájú kristályok forgó fullerén és álló kubán molekulák alternáló hálózatából épülnek fel. Szerkezetüket a komplementer molekuláris felületek tökéletes illeszkedése stabilizálja. A fulleréneket molekuláris csapágy módjára körülvevő kubánok szokatlanul alacsony hőmérsékletekig könnyed forgást biztosítanak. Magas hőmérsékleten a kristályok egyfázisú topokémiai reakció révén nagy hőstabilitású kopolimerekké alakulnak. Az átalakulás után az eredeti kristályok külső jegyei megmaradnak. Különféle cikloaddíciós oligomereket izoláltunk C60 fotopolimerekből. Topokémiai modell segítségével értelmeztük a polimerizáció folyamatát és a fotopolimer szerkezetét. Tanulmányoztuk fullerid sók és polimerek fizikai tulajdonságait. Új nanocső származékokat állítottunk elő reduktív funkcionalizálással.
Results in English
In the framework of the project we have developed a novel family of molecular crystals that we called rotor-stator phases, on the basis of their unusual dynamics. The high-symmetry crystals consist of alternating arrays of rotating fullerene and static cubane molecules. The structures are stabilized by the perfect match of the complementary molecular surfaces. The cubanes, surrounding the fullerenes like a molecular bearing, make possible a smooth rotation down to unusually low temperatures. At elevated temperatures the crystals transform to high-thermal-stability copolymers via single-phase topochemical reactions. The transformed materials preserve the macroscopic crystalline characteristics of the parent phases. We have isolated various cycloadduct oligomers from the photopolymers of C60. We explained the polymerization and the structure of the photopolymer in terms of a topochemical model. We have studied the physical properties of fulleride salts and polymers. We have prepared new derivatives of nanotubes via reductive functionalization.
Full text http://real.mtak.hu/1544/
Decision
Yes





 

List of publications

  
F. Borondics, E. Jakab, M. Bokor, P. Matus, K. Tompa, S. Pekker: Reductive Functionalization of Carbon Nanotubes, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 13, 375-382, 2005
É. Kováts, S. Pekker: Separation of the Photo-oligomers of C60, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures 13, 471-476, 2005
G. Klupp, K. Kamarás, N. M. Nemes, P. Matus, D. Quintavalle, L. F. Kiss, É. Kováts, S. Pekker, A. Jánossy: Nanosegregation in Na2C60, IWEPNM2005, Kirchberg, Austria, 2005, in CP 786, Eds: H. Kuzmany, J. Fink, M. Mehring, S. Roth, pp.17-20, AIP, 2005
B. Todorovic-Markovic, Z. Markovic, I. Mohai, Z. Nikolic, Z. Farkas, J. Szépvölgyi, É. Kováts, P. Scheier, S. Feil: RF thermal plasma processing of fullerenes, J. Phys. D: Appl. Phys., 39, 320-326, 2006
C. A. Kuntscher, S. Frank, K. Kamarás, G. Klupp, É. Kováts, S. Pekker Gy. Bényei, I. Jalsovszky: Pressure-dependent infrared spectroscopy on the fullerene rotor-stator compound C60-C8H8, Phys. Stat. Sol. B 243, 2981-2984, 2006
É. Kováts, G. Klupp, E. Jakab, Á. Pekker, K. Kamarás, I. Jalsovszky, S. Pekker: Topochemical copolymerization of fullerenes with cubane in their rotor-stator phases, Phys. Stat. Sol. B 243, 2985-2989, 2006
G. Bortel, G. Faigel, É. Kováts, G. Oszlányi, S. Pekker: Structural study of C60 and C70 cubane, Phys. Stat. Sol. B 243, 2999-3003, 2006
B. Sundqvist, A. Iwasiewicz-Wabnig, E. Kovats, S. Pekker: High-Pressure Studies of the Rotor-Stator Compound C60-Cubane, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 987, 0987-PP03-04, 1-6, 2006
Z. Marković, B. Todorović-Marković, I. Mohai, Z. Farkas, E. Kovats, J. Szepvolgyi, D. Otašević, P. Scheier, S. Feil, N. Romčević: Comparative Process Analysis of Fullerene Production by the Arc and the Radio-Frequency Discharge Methods, J. Nanosci. Nanotechn., 7, 1357–1369, 2007
J. Szépvölgyi, Z. Marković, B. Todorović-Marković, Z. Nikolić, I. Mohai, Zs. Farkas, M. Tóth, É. Kováts, P. Scheier, S. Feil: Effects of Precursors and Plasma Parameters on Fullerene Synthesis in RF Thermal Plasma Reactor, Plasma Chem Plasma Process, 26, 597–608, 2006
A. Iwasiewicz-Wabnig, R. Röding, B. Sundqvist, É. Kováts, I. Jalsovszky and S. Pekker: Pressure–temperature phase diagram of the rotor–stator compound C60–cubane, Sol. State Commun., 143, 208–212, 2007
D. Quintavalle, F. Simon A. Jánossy, F. Borondics, A. Baserga, K. Kamarás, and S. Pekker: The fulleride polymer Mg5C60, Phys. Stat. Sol. B 244, 3853-3856, 2007
K. Thirunavukkuarasu, C. A. Kuntscher, Gy. Bényei, I. Jalsovszky, G. Klupp, K. Kamarás, É. Kováts, S. Pekker: Infrared spectroscopy on the rotor–stator compounds C60–C8H8 and C70–C8H8 under pressure, Phys. Stat. Sol. B 244, 3857-3856, 2007
D. Quintavalle, F. Borondics, G. Klupp, A. Baserga, F. Simon, A. Jánossy, K. Kamarás, S. Pekker: Structure and properties of the stable two-dimensional conducting polymer Mg5C60, Phys. Rev. B 77, 155431-1-5, 2008
A. Iwasiewicz-Wabnig, É. Kováts, S. Pekker, B. Sundqvist: Low-temperature optical studies of C60-cubane rotor-stator compound, J. Phys.: Conf. Ser. 100, 052091, 2008
V. Zólyomi, J. Koltai, J. Kürti and S. Pekker: Theoretical study of the electronic structure of fullerene-cubane cocrystals, Phys. Rev. B (megjelenés alatt), 2008
V. Zólyomi, J. Koltai, J. Kürti and S. Pekker: The electronic band structure of fullerene-cubane cocrystals, Phys. Stat. Sol. B (megjelenés alatt), 2008
M. Bokor, P. Matus, P. Bánki, G. Kriza, K. Tompa, É. Kováts, S. Pekker, Gy. Bényei, I. Jalsovszky: 1H NMR spectrum and spin-lattice relaxation in C60.C8H8, Phys. Stat. Sol. B (megjelenés alatt), 2008
S. Pekker, É. Kováts, G. Oszlányi, Gy. Bényei, G. Klupp, G. Bortel, I. Jalsovszky, E. Jakab, F. Borondics, K. Kamarás, M. Bokor, G. Kriza, K. Tompa and G. Faigel: Rotor-stator molecular crystals of fullerenes with cubane, Nature Materials 4, 764-767, 2005
É. Kováts, G. Oszlányi, S. Pekker: The Structure of the Crystalline C60 Photopolymer and the Isolation of its Cycloadduct Components, J. Phys. Chem. B 109, 11913-11917, 2005
G. Klupp, P. Matus, D. Quintavalle, L. F. Kiss, É. Kováts, N. M. Nemes, K. Kamarás, S. Pekker, A. Jánossy: Phase segregation on the nanoscale in Na2C60, Phys. Rev. B, 74, 195402-1-7, 2006
S. Pekker, É. Kováts, G. Oszlányi, Gy. Bényei, G. Klupp, G. Bortel, I. Jalsovszky, E. Jakab, F. Borondics, K. Kamarás, and G. Faigel: Rotor-stator phases of fullerenes with cubane derivatives: A novel family of heteromolecular crystals, Phys. Stat. Sol. B 243,3032-3036, 2006
A. Iwasiewicz-Wabnig, B. Sundqvist, É. Kováts, I. Jalsovszky, and S. Pekker: Polymerization of the rotor-stator compound C60-cubane under pressure, Phys. Rev. B 75, 024114-1-10, 2007
G. Klupp, F. Borondics, É. Kováts, Á. Pekker, G. Bényei, I. Jalsovszky, R. Hackl, S. Pekker, K. Kamarás: Vibrational Spectra of C60C8H8 and C70C8H8 in the Rotor-stator and Polymer Phases, J. Phys. Chem. B 111, 12375-12382, 2007
F. Borondics, E. Jakab, and S. Pekker: Functionalization of Carbon Nanotubes via Dissolving Metal Reductions, J. Nanosci. Nanotechnol., 7, 1551–1559, 2007



Back »