アザフラーレン

アザフラーレンはヘテロフラーレンの一種で、炭素を窒素で置換した化合物です。中空の球、楕円体、管状など、さまざまな形状をとることができます。球状のアザフラーレンは、フットボール（サッカー）で使われるボールに似ています。また、ダイヤモンドよりも硬いと予測されているベータ炭素窒化物（β-C ₃ N _{4 ）を含む}炭素窒化物クラスの物質でもあります。いくつかの学術グループによる先駆的な研究を除けば、このクラスの化合物は、これまでのところ、フラーレン研究コミュニティ全体からほとんど注目されていません。窒素置換度の高い分子のサブセットには、多くの特性と構造がまだ発見されていません。

最初に発見されたフラーレン分子であり、同族の名前の由来となったバックミンスターフラーレン（C _{60 ）は、1985年に}ライス大学のリチャード・スモーリー、ロバート・カール、ジェームズ・ヒース、ショーン・オブライエン、ハロルド・クロトーによって合成されました。^[1]フラーレンは完全に炭素でできた分子で、中空の球、楕円体、管、その他多くの形状をしています。球状のフラーレンはバッキーボールとも呼ばれ、フットボール（サッカー）で使用されるボールに似ています。フラーレンは、連結した六角形のリングの積み重ねられたグラフェンシートで構成されるグラファイトと構造が似ていますが、五角形（または七角形）のリングを含むこともあります。

アザフラーレンは1993年に初めて発見され、カリフォルニア州科学フェアで発表されました。^[2] 誘導体は、電源に接続された2本のグラファイト棒の間の隙間に形成されました。小さな空気漏れにより不活性雰囲気が汚染され、その後の反応が起こりました。この材料は、フラーレンの化学反応やグラファイト材料のレーザーアブレーションによっても形成されます。

その後の研究で、広範囲の窒化炭素構造が明らかになった。^{[3] [4] [5]} 例としては、(C ₅₉ N) ₂（ビアザフラーレン）、C ₅₈ N ₂（ジアザ[60]フラーレン）、C ₅₇ N ₃（トリアザ[60]フラーレン）、C ₄₈ N ₁₂などがある。窒素原子は、ケージ状分子上の炭素原子を置換する。研究の多くは理論的な性質のものである。C ₄₈ N ₁₂分子は絶縁体であると計算され、8つの炭素環が拡張された電子非局在化領域を形成した。^[6]