Применение фуллеренов на практике.

[бродяга_]

18.02.2023 в 16:21, mirs сказал:

Твердость можно добавить до 22-25 ГПа, а толщину вряд ли.

тогда только для колен валов алмазоподобные пленки.

 

[Максим0]

Фуллерит из С₂₀ должен быть крепче и получатся при меньшем давлении чем фуллерит из С₆₀... вот только как проще сделать С₂₀?

[бродяга_]

даже С60 легко диффундирует в металлы подобно водороду. а С20 ваще потеряется.

18.02.2023 в 19:38, Максим0 сказал:

как проще сделать С₂₀

если придавить С 60 не идеальной чистоты, то он лопается и из обломков сферы формируются мелкие шарики...

ваще графену свойственно скручиваться в трубку или шар. он ведет себя как выпрямленная пружина.

 

Изменено 18 Февраля, 2023 в 17:44 пользователем бродяга_

[Максим0]

18.02.2023 в 22:35, бродяга_ сказал:

даже С60 легко диффундирует в металлы подобно водороду. а С20 ваще потеряется.

если придавить С 60 не идеальной чистоты, то он лопается и из обломков сферы формируются мелкие шарики...

ваще графену свойственно скручиваться в трубку или шар. он ведет себя как выпрямленная пружина.

 

Там давления требуются порядка тех, при которых появляется алмаз.

[бродяга_]

кое что по токсичности фуллеренола...

Скрытый текст

1.1.5 Токсичность фуллерена и его производных
Поскольку описанный в предыдущей части потенциал использования
фуллеренов и его производных в медицине крайне высок, оценка их
токсичности представляется важной задачей для оценки реальных
перспектив создания препаратов для медицинского применения на их основе.
В данной части будут рассмотрены результаты исследования токсичности
фуллерена на различных моделях и при различных формах введения. Следует
подчеркнуть, что необходимо различать токсичность, связанную
непосредственно с фуллереновым ядром и токсичность, опосредованную
модификацией этой молекулы. Функционализация С60 с целью повышения

его гидрофильности и снижения токсичности существенно влияет на

характер его взаимодействия с организмом [38]. Введение функциональных
групп может нивелировать антиоксидантную активность фуллерена, т. е.
резко изменить его характерные свойства.
Химическая модификация фуллерена оказывает значимое влияние на
токсичность. Например, величина LD50 фуллерола при внутрибрюшинном
введении мышам составляла 1,2 г/кг [39]. В одной из первых работ по
фармакокинетике изучались эффекты внутривенного введения крысам
препарата фуллерена бис(2-аминоэтил)-дифенилфуллерена, обладающего
анти-ВИЧ активностью (ингибитор ВИЧ-протеазы). При введении 15 мг/кг
среднее время персистенции препарата в плазме составляло ~7 часов, причем
более чем на 99 % он был связан с белками плазмы. При этой дозе вещество
хорошо переносилось животными, но при 25 мг/кг у них наблюдалось
учащенное дыхание, резкие движения и гибель через 5 мин. Интересно, что
токсические эффекты не наблюдалась, когда тот же самый препарат вводили
мышам внутрибрюшинно (в/б) в дозе 50 мг/кг в течение 6 дней [40]. Между
тем, изучение токсичности водорастворимого
полиалкилсульфонилфуллерена показало, что оно нетоксично при
пероральном введении, а при в/б введении его LD50 составляло 600 мг/кг
(выводится вещество через почки) [41].
Обычно при внутривенном введении производные фуллерена очень
быстро выводятся из кровотока и накапливаются в печени и других органах,
при этом практически не удается обнаружить их следы в моче и фекалиях.
При пероральном введении, напротив, лишь следы обнаруживаются в печени
через 6 ч., в то время как около 90 % экскретируется, а в моче
обнаруживаются лишь следы. Например, сукцинильное производное
фуллерена введенное крысам внутривенно, быстро распределялось по всем
органам. При этом оно удерживалось в тканях около недели без серьезных
токсических эффектов. При пероральном же введении наблюдалась его

быстрая элиминация с экскрементами [42]. Испытания гидроксилированного

фуллерена, фуллерола, показали, что при его внутрибрюшинном введении
мышам и крысам LD50 составляло 0,5–2,4 г/кг [43]. При этом показано (in
vivo), что фуллеролы могут снижать уровень микросомальных ферментов и
уменьшать активность P450-зависимой монооксигеназы.
Биологические эффекты водорастворимых форм фуллерена зависят от
различных факторов: метода получения, получаемой структуры, степени
агрегации его молекул в процессе хранения, формы введения. Поэтому,
нельзя обсуждать токсичность фуллерена как вообще некоего вещества,
необходимо учитывать вышеуказанные факторы, и принять, что его
различные модификации/формы являются различными препаратами.
Несмотря на то, что фуллерены используются уже 20 лет, ни в одной из
стран мира они не были изучены на безопасность в полном объеме. В то же
время имеется масса публикаций, связанных с анализом отдельных
проявлений их биологической активности в экспериментах in vitro и in vivo,
из большинства которых следует, что серьезных токсических эффектов у
фуллерена С60 обнаружено не было. Первые работы по исследованию
токсичности фуллерена появились уже в 1995-96 гг. [44, 45], и в них было
показано, что при введении мышам фуллерена в дозе 2,5 г/кг, он не вызывал
гибели мышей и побочных эффектов у животных при наблюдении в течение
8 недель. Отмечалось, что при внесении фуллерена в среду с культурой
человеческих кератиноцитов или фибробластов наблюдается его довольно
быстрое поглощение при отсутствии влияния на пролиферацию [46]. В то же
время имеется достаточно много противоречивых данных — их сложно
унифицировать из-за разнообразия использованных препаратов С60 и
примененных методов анализа. Так в 2004 г. неожиданно нашли токсическое
воздействие водных наносуспензий фуллерена C60 (nC60; 0,5 мг/мл) на
дафний и на мальков большеротого окуня, проявляющегося в форме
окислительного стресса (образование продуктов перекисного окисления

липидов) [47]. Однако позже выяснилось, что сама суспензия готовилась с

применением органического растворителя тетрагидрофурана (ТГФ), который
захватывался фуллереном, и токсичность препарата была связана именно с
ним [47-49]. Например, LD50 для суспензии С60 (без ТГФ) в испытаниях на
американском карпе (Pimephales promelas) достичь не удалось. Правда, в
других тестах, на эмбрионах рыбки «полосатый данио» суспензия nC60 (1,5
мг/л) через четверо суток вызывала нарушение сердечного ритма и отек
перикарда, а также замедляла развитие молоди. Токсичность снижалась при
добавлении антиоксиданта глутатиона, т. е. данный образец фуллерена повел
себя как окислитель. Использование в том же тесте гидроксилированной
формы фуллерена (C60(OH)16–18) при 50 мг/л не вызывало никаких
эффектов [50]. В других экспериментах, на дафниях, LD50 не удалось
достичь даже при максимально возможной концентрации для nC60 — 35 мг/л
в чистой воде и 22,5 мг/л в морской [47]. Многие дальнейшие исследования
показали, что C60 не обладает острой токсичностью, а токсические эффекты,
которые иногда наблюдаются, связаны с токсическими органическими
растворителями, используемыми для приготовления растворов С60 [28].
Введение внутрибрюшинно мышам суспензии фуллерена в дозе 100
мг/кг не влияло на их поведенческие реакции (тест Irwin) по сравнению с
контролем. Также, при изучении острой пероральной токсичности на крысах
для смеси фуллеренов С60 и С70 (фуллерит) в дозе 2000 мг/кг за весь период
наблюдения не наблюдалось никаких отрицательных эффектов [51].
Воздействие фуллерена на кожу изучали на мышах, вводя образец
внутрикожно в дозе 200 мкг. Через 72 часа не было выявлено никакого
влияния ни на синтез ДНК, ни на индукцию орнитиндекарбоксилазы в
эпидермисе. После подкожного введения образца фуллерена в дозе 100 мг/кг
в течение 24 недель развитие опухолей (в отличие от группы мышей,
которым вводили тетрадеканоилфорболацетат) не наблюдалось [52].

В общем, несмотря на большое количество биомедицинских

исследований фуллерена, существует еще неопределенность относительно
оценки его острой и, особенно, хронической токсичности, что в большой
мере обусловлено разнообразием применяемых методик различными
группами исследователей. Однако все больше данных свидетельствуют о
безвредности немодифицированной формы фуллерена. Длительный
эксперимент (5,5 лет) был проведен на крысах, в диету которых добавляли
фуллерен в виде раствора в оливковом масле (С60-Olive), в качестве
контроля использовали диеты с добавлением просто оливкового масла и
воды. Оказалось, что фуллерен почти в два раза увеличивал
продолжительность жизни крыс, а динамика изменения веса животных
говорила об отсутствии явных токсических эффектов. Анализ механизмов
действия с использованием экспериментальной модели интоксикации крыс
четыреххлористым углеродом, показал, что влияние фуллерена на
продолжительность жизни связано, по-видимому, с подавлением
окислительного стресса [33]. Самые последние эксперименты, проведенные
на крысах, показали, что водная дисперсия C60, стабилизованная крахмалом,
не проявляет хронической токсичности при интрагастральном введении
крысам, не обнаружено значимых различий в гематологических и
биохимических показателях по сравнению с контролем [53].
В целом, для немодифицированного фуллерена не отмечается
токсических эффектов для млекопитающих, что делает их привлекательными
кандидатами для разработки лекарственных средств. От его производных его
выгодно отличает отсутствие различий в токсических проявлениях, которые
могут быть связаны со способом получения: токсичность производных
фуллерена с одинаковыми заместителями может отличаться в несколько раз
в зависимости от их пространственного расположения [54]. Исключением
можно считать комплексы фуллерена с полиэтиленгликолями и
поливинилпирролидоном, проявляющие фототоксическое действие на
иммортализованных клеточных линиях [24], однако те же исследования

демонстрируют селективность этого действия и безопасность для здоровых

клеток организма.
Тем не менее, данная глава наглядно демонстрирует, что токсичность
фуллереновых препаратов может различаться в зависимости от структуры и
способа получения. Поскольку цель проведения стандартизации –
обеспечение эффективности и биологической безопасности лекарственных
средств, для созданного стандартного раствора фуллерена требуется
экспериментальное определение токсичности, что составляет одну из задач
данного исследования.

 

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwja5qz7z8v9AhUL-yoKHf6rBNEQFnoECA0QAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.sechenov.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2F896%2FDissertatsiya_Turetskiy-PECHAT.pdf&usg=AOvVaw3qwWTu3v4O-FekWMvh-TvU

[москатель]

08.03.2023 в 10:03, бродяга_ сказал:

кое что по токсичности фуллеренола...

  Показать содержимое

1.1.5 Токсичность фуллерена и его производных
Поскольку описанный в предыдущей части потенциал использования
фуллеренов и его производных в медицине крайне высок, оценка их
токсичности представляется важной задачей для оценки реальных
перспектив создания препаратов для медицинского применения на их основе.
В данной части будут рассмотрены результаты исследования токсичности
фуллерена на различных моделях и при различных формах введения. Следует
подчеркнуть, что необходимо различать токсичность, связанную
непосредственно с фуллереновым ядром и токсичность, опосредованную
модификацией этой молекулы. Функционализация С60 с целью повышения

его гидрофильности и снижения токсичности существенно влияет на

характер его взаимодействия с организмом [38]. Введение функциональных
групп может нивелировать антиоксидантную активность фуллерена, т. е.
резко изменить его характерные свойства.
Химическая модификация фуллерена оказывает значимое влияние на
токсичность. Например, величина LD50 фуллерола при внутрибрюшинном
введении мышам составляла 1,2 г/кг [39]. В одной из первых работ по
фармакокинетике изучались эффекты внутривенного введения крысам
препарата фуллерена бис(2-аминоэтил)-дифенилфуллерена, обладающего
анти-ВИЧ активностью (ингибитор ВИЧ-протеазы). При введении 15 мг/кг
среднее время персистенции препарата в плазме составляло ~7 часов, причем
более чем на 99 % он был связан с белками плазмы. При этой дозе вещество
хорошо переносилось животными, но при 25 мг/кг у них наблюдалось
учащенное дыхание, резкие движения и гибель через 5 мин. Интересно, что
токсические эффекты не наблюдалась, когда тот же самый препарат вводили
мышам внутрибрюшинно (в/б) в дозе 50 мг/кг в течение 6 дней [40]. Между
тем, изучение токсичности водорастворимого
полиалкилсульфонилфуллерена показало, что оно нетоксично при
пероральном введении, а при в/б введении его LD50 составляло 600 мг/кг
(выводится вещество через почки) [41].
Обычно при внутривенном введении производные фуллерена очень
быстро выводятся из кровотока и накапливаются в печени и других органах,
при этом практически не удается обнаружить их следы в моче и фекалиях.
При пероральном введении, напротив, лишь следы обнаруживаются в печени
через 6 ч., в то время как около 90 % экскретируется, а в моче
обнаруживаются лишь следы. Например, сукцинильное производное
фуллерена введенное крысам внутривенно, быстро распределялось по всем
органам. При этом оно удерживалось в тканях около недели без серьезных
токсических эффектов. При пероральном же введении наблюдалась его

быстрая элиминация с экскрементами [42]. Испытания гидроксилированного

фуллерена, фуллерола, показали, что при его внутрибрюшинном введении
мышам и крысам LD50 составляло 0,5–2,4 г/кг [43]. При этом показано (in
vivo), что фуллеролы могут снижать уровень микросомальных ферментов и
уменьшать активность P450-зависимой монооксигеназы.
Биологические эффекты водорастворимых форм фуллерена зависят от
различных факторов: метода получения, получаемой структуры, степени
агрегации его молекул в процессе хранения, формы введения. Поэтому,
нельзя обсуждать токсичность фуллерена как вообще некоего вещества,
необходимо учитывать вышеуказанные факторы, и принять, что его
различные модификации/формы являются различными препаратами.
Несмотря на то, что фуллерены используются уже 20 лет, ни в одной из
стран мира они не были изучены на безопасность в полном объеме. В то же
время имеется масса публикаций, связанных с анализом отдельных
проявлений их биологической активности в экспериментах in vitro и in vivo,
из большинства которых следует, что серьезных токсических эффектов у
фуллерена С60 обнаружено не было. Первые работы по исследованию
токсичности фуллерена появились уже в 1995-96 гг. [44, 45], и в них было
показано, что при введении мышам фуллерена в дозе 2,5 г/кг, он не вызывал
гибели мышей и побочных эффектов у животных при наблюдении в течение
8 недель. Отмечалось, что при внесении фуллерена в среду с культурой
человеческих кератиноцитов или фибробластов наблюдается его довольно
быстрое поглощение при отсутствии влияния на пролиферацию [46]. В то же
время имеется достаточно много противоречивых данных — их сложно
унифицировать из-за разнообразия использованных препаратов С60 и
примененных методов анализа. Так в 2004 г. неожиданно нашли токсическое
воздействие водных наносуспензий фуллерена C60 (nC60; 0,5 мг/мл) на
дафний и на мальков большеротого окуня, проявляющегося в форме
окислительного стресса (образование продуктов перекисного окисления

липидов) [47]. Однако позже выяснилось, что сама суспензия готовилась с

применением органического растворителя тетрагидрофурана (ТГФ), который
захватывался фуллереном, и токсичность препарата была связана именно с
ним [47-49]. Например, LD50 для суспензии С60 (без ТГФ) в испытаниях на
американском карпе (Pimephales promelas) достичь не удалось. Правда, в
других тестах, на эмбрионах рыбки «полосатый данио» суспензия nC60 (1,5
мг/л) через четверо суток вызывала нарушение сердечного ритма и отек
перикарда, а также замедляла развитие молоди. Токсичность снижалась при
добавлении антиоксиданта глутатиона, т. е. данный образец фуллерена повел
себя как окислитель. Использование в том же тесте гидроксилированной
формы фуллерена (C60(OH)16–18) при 50 мг/л не вызывало никаких
эффектов [50]. В других экспериментах, на дафниях, LD50 не удалось
достичь даже при максимально возможной концентрации для nC60 — 35 мг/л
в чистой воде и 22,5 мг/л в морской [47]. Многие дальнейшие исследования
показали, что C60 не обладает острой токсичностью, а токсические эффекты,
которые иногда наблюдаются, связаны с токсическими органическими
растворителями, используемыми для приготовления растворов С60 [28].
Введение внутрибрюшинно мышам суспензии фуллерена в дозе 100
мг/кг не влияло на их поведенческие реакции (тест Irwin) по сравнению с
контролем. Также, при изучении острой пероральной токсичности на крысах
для смеси фуллеренов С60 и С70 (фуллерит) в дозе 2000 мг/кг за весь период
наблюдения не наблюдалось никаких отрицательных эффектов [51].
Воздействие фуллерена на кожу изучали на мышах, вводя образец
внутрикожно в дозе 200 мкг. Через 72 часа не было выявлено никакого
влияния ни на синтез ДНК, ни на индукцию орнитиндекарбоксилазы в
эпидермисе. После подкожного введения образца фуллерена в дозе 100 мг/кг
в течение 24 недель развитие опухолей (в отличие от группы мышей,
которым вводили тетрадеканоилфорболацетат) не наблюдалось [52].

В общем, несмотря на большое количество биомедицинских

исследований фуллерена, существует еще неопределенность относительно
оценки его острой и, особенно, хронической токсичности, что в большой
мере обусловлено разнообразием применяемых методик различными
группами исследователей. Однако все больше данных свидетельствуют о
безвредности немодифицированной формы фуллерена. Длительный
эксперимент (5,5 лет) был проведен на крысах, в диету которых добавляли
фуллерен в виде раствора в оливковом масле (С60-Olive), в качестве
контроля использовали диеты с добавлением просто оливкового масла и
воды. Оказалось, что фуллерен почти в два раза увеличивал
продолжительность жизни крыс, а динамика изменения веса животных
говорила об отсутствии явных токсических эффектов. Анализ механизмов
действия с использованием экспериментальной модели интоксикации крыс
четыреххлористым углеродом, показал, что влияние фуллерена на
продолжительность жизни связано, по-видимому, с подавлением
окислительного стресса [33]. Самые последние эксперименты, проведенные
на крысах, показали, что водная дисперсия C60, стабилизованная крахмалом,
не проявляет хронической токсичности при интрагастральном введении
крысам, не обнаружено значимых различий в гематологических и
биохимических показателях по сравнению с контролем [53].
В целом, для немодифицированного фуллерена не отмечается
токсических эффектов для млекопитающих, что делает их привлекательными
кандидатами для разработки лекарственных средств. От его производных его
выгодно отличает отсутствие различий в токсических проявлениях, которые
могут быть связаны со способом получения: токсичность производных
фуллерена с одинаковыми заместителями может отличаться в несколько раз
в зависимости от их пространственного расположения [54]. Исключением
можно считать комплексы фуллерена с полиэтиленгликолями и
поливинилпирролидоном, проявляющие фототоксическое действие на
иммортализованных клеточных линиях [24], однако те же исследования

демонстрируют селективность этого действия и безопасность для здоровых

клеток организма.
Тем не менее, данная глава наглядно демонстрирует, что токсичность
фуллереновых препаратов может различаться в зависимости от структуры и
способа получения. Поскольку цель проведения стандартизации –
обеспечение эффективности и биологической безопасности лекарственных
средств, для созданного стандартного раствора фуллерена требуется
экспериментальное определение токсичности, что составляет одну из задач
данного исследования.

 

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwja5qz7z8v9AhUL-yoKHf6rBNEQFnoECA0QAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.sechenov.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2F896%2FDissertatsiya_Turetskiy-PECHAT.pdf&usg=AOvVaw3qwWTu3v4O-FekWMvh-TvU

В этой диссертации примечательно другое: в разделе "Определение качественного и количественного содержания фуллерена" описаны методы анализа. То, что описано не оставляет никакой возможности "самоварам" идентификации результатов своих изысканий. Для меня подобное ранее служило мощным стимулом сделать вопреки неутешительному заключению. Потому что я - убеждённый "самовар в законе" (Samovar in law)). Но, не в этом случае. И предыдущие и эта работы лишь укрепляют моё впечатление схожести "проблем" фуллеренов с теплородом. Думаю, что, если бы мне хватило свободы предпринимательства, я бы, как и раньше (к 2010), обеспечив свою группу экономически, взялся бы синтезировать в промышленных условиях некий органический эквивалент пресловутых фуллеренов. Так сказать функциональный аналог, но структуру которого можно было бы доказать традиционными для химика - синтетика "допотопными" способами. И далее я бы нашёл этим "фуллереноидам" нормальное применение. Люблю алхимию, как чудящего предка моего ремесла, но не считаю возможным использовать даже похожие на присущие ей подходы.

"Самоварству" - да. Алхимии - улыбку: моё почтение, бабушка!

[бродяга_]

08.03.2023 в 11:34, москатель сказал:

не оставляет никакой возможности "самоварам" идентификации результатов своих изысканий

идентификация мне не интересна от слова совсем.

08.03.2023 в 11:34, москатель сказал:

Думаю, что, если бы мне хватило свободы предпринимательства

фото для размышления...

это тест на сажу выхлопа двс.

 

[бродяга_]

первое фото без фуллеренола в бензине черное от сажи, работа около трех минут.

второе фото сажи нет, только рыжая ржавчина.

08.03.2023 в 11:34, москатель сказал:

далее я бы нашёл этим "фуллереноидам" нормальное применение.

у меня есть не решенные вопросы по введению фуллеренола в бензин. то есть работа для химика твоей квалификации.

но можешь и дальше мечтать о небесных кренделях, поучая школу, вместо реальной деятельности.

[бродяга_]

да и о перспективе почеши в области затылка.

[москатель]

08.03.2023 в 14:25, бродяга_ сказал:

у меня есть не решенные вопросы по введению фуллеренола в бензин.

Может они как раз и нерешённые, потому что 

 

08.03.2023 в 13:59, бродяга_ сказал:

идентификация мне не интересна от слова совсем.

Я не сую в бензин неидентифицированные вещества. Это в лекарствах и БАДах допускают хзч: сколько за последнее время посетителей

жаловались здесь то на отравление фтором, то цианидами) И ни одного, кто бы в бензин чего неизвестного сунул. Или у бензинщиков 100% летальность или не суёт никто. Был период, когда на меня в ОБЭП каждый месяц писали заяву о том, что я чего-то с бензином делаю. Я доказывал, что нет. Получал постановление прокуратуры о прекращении проверки, а на следующий день - постановление отзывалось, потому что поступало новое заявление. Мне-то было весело. А вот следственным ментам и ОБЭПу - надоело. Уполномоченный ОБЭПа, с которым мы со временем стали испытывать взаимное уважение и даже симпатию, рекомендовал мне найти какого-нибудь профессора, что бы тот дал "окончательное" заключение. Я вспомнил про Славу, которого знал со стройотряда и с которым мы одно время работал в лаборатории композиционных материалов. Мы с уполномоченным привезли Славу (он уже стал к тому времени профессором) из универа и мой роман с бензином закончился.

Но, я не могу с фуллеренированием бензина работать не потому, что это может криминально "пахнуть", а потому что ПРОСТО не представляю: как можно даже моделировать процесс введения нечто в бензин, не будучи ни уверенным что это, ни представляя ни % содержания нечто в нечте, ни строения. Теплород я бы, вот, ввёл. В

08.03.2023 в 14:31, бродяга_ сказал:

перспективе

надо подумать: а может необязательно "загоняться" на фуллеренах, а достаточно и функционального их аналога с известной структурой и описанными характеристиками?