Наноматрицы шунгита: возникновение жизни и восстановление здоровья без лекарств
Эдуард Ваганович Осипов
Возникновение жизни на Земле, или Волшебное Чудо во Вселенной, до сих пор остается неразгаданной тайной. происхождении жизни, или абиогенеза – процесса превращения неживой природы в живую. В настоящей работе рассматривается не известная ранее научная версия влияния на происхождение жизни фуллеренов.
Наноматрицы шунгита: возникновение жизни и восстановление здоровья без лекарств
Эдуард Ваганович Осипов
© Эдуард Ваганович Осипов, 2024
ISBN 978-5-0064-2744-0
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Не является лекарственным средством. Перед применением просьба проконсультироваться со специалистом (врачом)
Наноматрицы шунгита: возникновение жизни и восстановление здоровья без лекарств
Эдуард Ваганович Осипов
ПРЕДИСЛОВИЕ: Шунгит, Фуллерены, Наноматрицы
Шунгит. Что скрывается за термином «Шунгит»?
Прежде всего, термин Шунгит не имеет никакого физического смысла, а несет свое гордое название благодаря названию деревни Шуньга в Карелии, где эта углеродная порода выходила прямо на поверхность и где была впервые обнаружена. Название закрепилось благодаря непохожести шунгитового углерода на все известные углеродные материалы. В отличие от обычных углей – не горит, хотя содержит много углерода. Во-вторых, более правильно употреблять термин «горная порода Шунгит», но не «минерал Шунгит», как можно часто встретить в рекламных проспектах и СМИ. Минералы, в отличие от горных пород, довольно однородные кристаллические вещества с упорядоченной внутренней структурой и определенным составом, который может быть выражен соответствующей химической формулой. Минералами в последнее время ошибочно называют даже биологически значимые элементы (макро- и микроэлементы), входящие в состав биодобавок. Однако, горная порода Шунгит (Sh) кроме макро- и микроэлементов, содержит минеральную и углеродную матрицы, насыщенные специфическим (не графитизируемым) углеродом в некристаллическом состоянии. Именно поэтому термин «шунгитовый углерод»(C
) закрепился, благодаря своей исключительности среди всех известных углеродных материалов (более подробно смотрите в Главе 3).
Как рассказывают легенды, Шунгитом пользовали своих соотечественников еще жрецы Древнего Египта. Над составом шунгита Природа трудилась более двух миллиардов лет, и человечество успело не только привыкнуть к ним, но и приспособилось использовать их с пользой для организма. Так «шунгитовые легенды» гласят, что, например, Англичане издана торговали с нами пенькой, но из-под полы вывозили аспидный камень для внутренней облицовки – чтоб тараканы не заводились. Более всех Sh вывозили Варяги – на лодках через Ладогу и Неву сплавляли аспидный камень Франкам, женщины которых предпочитали купальни только из черного камня, который избавлял от любой заразы. Местные крестьяне испокон веков использовали Sh как целебное средство и для очистки воды. Первые документальные сведения о целебности Sh дошли до нас из XVI века. В 1714 году Петр I основал в здешних краях курорт, который получил название «Марциальные воды». Самодержец собственноручно подробно перечислил медицинские показания к лечению: «…оные воды лечат следующие жестокие болезни, а именно: цынготную, желчь, бессильство желудка, рвоту, понос, почечную, каменную, ежели песок или малые камни и оные из почек гонит, от водяной, когда оныя зачинается, от запору месячной крови у жен, от излишнего кровотечения у оных, от эпилепсии, выгоняет глисты, также лечат килы и от прочих болезней великую силу имеют…» В 1717—1719 гг. изучением состава марциальных вод занялись лейб-медики Петра 1 и признали воды полезными для лечения ряда заболеваний. Известен Указ об открытии «Марциальных вод» и «Правила дохтурские, как при оных водах поступать». В эти же годы была опубликована статья «Подлинные дознания о действии марциальной Кончезерской воды», в которой содержится девять кратких описаний заболеваний с их исходами после лечения марциальными водами.
Лечебные свойства шунгита не потеряли своей актуальности и в настоящее время. Интернет переполнен призывами типа «Шунгит универсален:его применению нет границ», «волшебный Шунгит не имеет альтернатив для применения»,«Целебная сила шунгита.Шунгит лечит всё!», «Шунгит – панацея от всех болезней!».
У софистов Древней Греции был такой прием: чтобы доказать правоту в споре, они акцентировали внимание слушателей на благоприятных для себя фактах и только вскользь упоминали неблагоприятные. Так происходит и в полемике об уникальности свойств Sh, где переплетаются элементы надуманного и фактического, рекламного и реального, действительно уникального и просто вредного. Если и Вы не избежали встречи с подобной навязчивой рекламой, то не принимайте это, как руководство к действию. Для этого есть целый ряд причин:
Первая причина: не понятно, что рекламодатели имеют в виду, используя термин «Шунгит». Sh разнообразны по форме проявлений, времени формирования, генезису, вещественному и изотопному составу, агрегатному и структурному состоянию шунгитового вещества (Рис.1).
Рис.1. Горная порода Sh из месторождения в деревне Шуньга на берегу Онежского озера, Республика Карелия, Россия. Наряду с очевидной неоднородностью породы, можно наглядно сравнить образцы с различным содержанием углерода: порошок (а) и пирамида (с) из Sh-II (содержание углерода около 40%); куски (b) Sh-I (содержание углерода около 95%); глыба (d) наиболее распространенного Sh-III (содержание углерода около 27%). Для сравнения приведена монета 1 евро.
Неоднородный состав минеральной компоненты (глинистый, кремнистый, карбонатный) и широкий диапазон изменений количества углеродистого вещества в Sh (от долей до 99%) обусловливают большое разнообразие его типов, различающихся по физико-механическим и химическим свойствам. Эти различия Sh наблюдаются не только внутри одного месторождения, но и в отдельных пластах и даже кусках, что становится проблемой при их использовании. Последние исследования физических и химических свойств Sh, проведенные Институтом геологии Карельского научного центра Российской Академии Наук (г. Петрозаводск) пришли к выводу, что термин «Шунгит» является общим названием горной породы с высоким содержанием углерода, которая занимает огромные пространства в республике Карелия на севере России. В зависимости от процентного содержания углерода их можно разделить на пять типов: тип Sh-I (содержание углерода от 98 до 75 вес. %), Sh-II (75 – 35 вес. %), Sh-III (35 – 20 вес. %), Sh-IV (20 – 10 вес. %) и тип Sh-V (менее 10 вес. %). Многие их свойства кардинально отличаются. Sh-I – II выделяются незначительным содержанием SiО
, в то время как Sh-III – V, преимущественно содержат кремнезем. Нестратифицированные (Рис. 1b) шунгиты (Sh-I), содержащие до 98% углерода, наиболее плотные и похожи на стеклоуглерод. Встречаются они крайне редко в виде пластовых и секущих жил, гнёзд, миндалин. Цвет чёрный с сильным полуметаллическим блеском, излом раковистый; твердость по минералогической шкале 3—3,5, плотность 1840—1980 кг/м
. Наиболее распространенные (миллионы тонн) стратифицированные (Рис. 1d) шунгиты (Sh-III) содержат около 30 вес. % углерода и образуют пласты различной мощности в составе вулканогенно-осадочных толщ среднего протерозоя. Это означает, что их возраст около 2 миллиардов лет, т. е. Sh возникли гораздо раньше, чем появились леса, из которых образовались позже угольные пласты.
Вторая причина: высокая степень возможного воздействия ионизирующего излучения Sh. Известно, что источником природной радиации в 9—13 микрорентген является Балтийский гранитный щит, на котором покоится Карелия. Многолетними полевыми гамма-спектрометрическими и лабораторными измерениями, проведенными Институтом геологии Карельского научного центра Российской Академии Наук (г. Петрозаводск), накоплены представительные данные по распределению степени воздействия ионизирующего излучения (естественные радионуклиды) для различных горных пород на территории Карелии. В целом докембрийские кристаллические породы Карелии отличаются заметно более низким содержанием естественных радионуклидов по сравнению с одновозрастными породами других кристаллических щитов, а также по сравнению с «гранитным» слоем континентальной коры. Наиболее распространенными естественными радиоактивными изотопами в природных материалах являются изотопы калия с атомным весом 40 (
К), радия (
Ra), радона (
Rn), урана (
U). Как правило, их суммарная концентрация не превышает 10 Бк/кг. Но для большинства Sh удельная эффективная активность А ? 370 Бк/кг, что соответствует верхнему пределу для строительных материалов первого класса. Несмотря на это, в полемике об уникальных свойствах Sh упоминаний об их радиоактивности практически нет. Есть слабые возражения. Но подавляющее большинство об этом просто умалчивает. Слабым утешением в этом случае может быть то, что не все образцы данного состава Sh обладают равной радиоактивностью. В частности, среди тех же Sh встречаются и «молчащие» камни. Однако при количествах, измеряемых тоннами, предварительный отбор кусков Sh на самом месторождении просто не возможен, да его никто и не делает. Совершенно другая ситуация имеет место, когда используется Нанопорошок, что позволяет, по крайней мере, в тысячи раз по сравнению с существующими Sh фильтрующими материалами уменьшить их массу и работать, например, не с килограммами, а с граммами. Тщательно отобрать такое количество образцов Sh на самом месторождении не только необходимо, но и возможно.
Третья причина: в процессе водной обработки некоторых Sh очень высока вероятность локального образования сероуглерода, который относится к летучим и легко воспламеняемым токсинам. Наличие CS
непосредственно в водно-Sh экстрактах мы обнаружили в процессе поиска оптимальных методов экстракции природных фуллеренов из нанопорошка Sh. Более подробно эта проблема рассматривается в Главе 5.
Четвертая причина: Sh-1, содержащий до 99% углерода и рекламируемый как «элитный» (а значит и уникальный по стоимости), практически не растворяется в воде (как и стеклоуглерод) и поэтому исключена возможность образования водорастворимых производных фуллеренов при его обработке только водой. Чудодейственные свойства «элитного» Sh – очередная мистификация.
Хочу подчеркнуть, что уникальность Sh состоит не в том, что в некоторых его типах могут присутствовать фуллерены, а в том, что Природа подарила нам возможность получать, в процессе контакта некоторых типов Sh-III только с водой, полезные для организма водорастворимые производные природных фуллеренов, как это имеет место в природной шунгитовой воде.
Какова же связь между природными фуллеренами и горной породой Шунгит? Дело в том, что фуллерены обнаружили сначала теоретически, потом в космосе. А на Земле природные фуллерены были впервые обнаружены именно в горной породе Шунгит.
Фуллерены. Что скрывается за термином «Фуллерены»?
Прежде всего, термин Фуллерены, также, как и Шунгит, не имеет никакого физического смысла, а несет свое гордое имя в честь американского дизайнера, изобретателя и архитектора Ричарда Бакминстер Фуллера (Рис. 2).
Рис.2.Почтовая марка США, выпущенная в увековечивание памяти Фуллера (а). Икосаэдр, вершинами которого являются центры двенадцати граней додекаэдра, и икосаэдрическая молекула С
(b). Рисунок деревянной модели, выполненной Леонардо да Винчи (с). Микрокопия европейского футбольного мяча (d).
Так была отмечена его роль, как автора новой идеологии синергетического (он является и автором термина «Синергетика») проживания в изобретенных им сооружениях, покрытых шестиугольниками и пятиугольниками.
Фуллерены – новая каркасная форма существования материи. Это полые глобулы из атомов углерода, в отличие от сплошных форм углерода таких, как графит и алмаз. Фуллерен – это единственная молекулярная форма углерода.
В настоящее время интерес к необычным свойствам Sh вызван возможностью существования в этой горной породе фуллеренов («The international fullerene symbol» на обложке) в образцах Sh с содержанием углерода более 95%. За открытие фуллеренов в 1996 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Но, великое научное открытие сыграло с Sh злую шутку. Несмотря на то, что фуллерены, как и любая другая форма углерода, в воде практически не растворяется, никто даже не пытается объяснить, как и при каких условиях нерастворимые в воде фуллерены, якобы существующие в любом Sh, оказываются лечебными, в то время как организм усваивает только то, что растворено в воде. Именно спекуляция термином «фуллерены» породила безудержное распространение ложных применений и мистификаций свойств Sh. Так, например, Шунгит B.E.S.T из Израиля обещает захватывающее дух чудо: «Шунгит – уникальный природный минерал. Его энергетические и физико-химические свойства позволяют не только очищать воду, гармонизировать биополе человека, излечивать болезни и повышать урожайность, но и сохранять продукты питания и обогащать их энергией жизни… Есть только одна (!) по-настоящему действенная защита со стороны природы – Шунгит B.E.S.T – минерал, аналога которому нет – как по многообразию свойств, которыми он обладает, так и по целительному эффекту, который он производит. Благодаря фуллеренам в своем составе – он „лечит“ ауру». Правда, каков механизм такого «лечения» остается тайной, как для покупателей, так и для рекламодателя.
Даже в «шунгитовом центре» (Петрозаводск), где серьезные научные исследования Sh проводят в Институте геологии Карельского научного центра Российской Академии Наук, есть «специалисты», которые продолжают вносить свой вклад в мистификацию свойств Sh: «Главный компонент шунгита – углерод С
(!). Его содержание в породе может доходить до 99% (!!)». Хотя известно, что это совершенно не так: не 99%, а в лучшем случае доли процента, и не все Sh, а лишь некоторые типы Sh, и важны (если иметь в виду здоровье) не бесполезные для организма фуллерены, а только их водорастворимые производные! Однако, на такие «мелочи» не обращают внимания, когда речь идет о наживе любой ценой. Уже многие фирмы разных стран, мягко говоря, безбедно существуют, используя только магические слова «фуллерены» и «Шунгит».
Как показали наши исследования, подавляющая часть типов Sh, в лучшем случае, бесполезна для здоровья человека, а остальная часть требует специальной обработки и тщательной отбраковки. Применять необработанные или некачественно очищенные Sh опасно – они могут содержать радиоактивные и токсичные вещества, канцерогенные примеси, наконец, просто не обладать полезным эффектом, как, например, широко рекламируемый «элитный» Sh.
Хотя уже синтезированы фуллерены и из других химических элементов (серы, кремния и др.), но среди природных фуллеренов они не встречаются. Поэтому под природными фуллеренами в настоящей работе подразумеваются только углеродные фуллерены. Природный фуллерен, обнаруженный в Sh, это главным образом фуллерен C
, также называемый бакминстерфуллереном. Он образует многогранник, состоящий из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников и напоминающий футбольный мяч. Однако справедливости ради, необходимо отметить, что подобная форма есть среди полурегулярных форм Архимеда, кроме того, сохранился рисунок деревянной модели такой формы, выполненной Леонардо да Винчи (Рис.2). Фуллерен С
имеет 6 осей пятого порядка, это единственная молекула в Природе, обладающая столь уникальной симметрией. Еще в начале прошлого века академиком Вернадским было замечено, что живая материя характеризуется высокой симметрией: «Ось симметрии 5-го порядка, неразрывно связанная с золотым, или божественным, сечением, отражающимся в нашем осознании красоты, занимавшим мысль Леонардо да Винчи, Иоганна Кеплера и других, – эта ось, играющая заметную роль в морфологии форм жизни, однако в кристаллографии невозможна. И она действительно там отсутствует». Фуллерен C
представляет собой связующее звено между органической и неорганической материей. Это уникальное химическое соединение, которое в силу своей структуры (наличия 30 двойных связей в случае С60) способны образовывать в ходе химических реакций многокомпонентные смеси, содержащие одновременно до нескольких десятков продуктов. При этом дальнейшее разделение и выделение этих продуктов химическими или физическими методами представляет чрезвычайно сложную задачу в силу схожести свойств получаемых продуктов. Толщина сферической оболочки молекулы С
~ 0.1 нм (1 нанометр = 10
метра), радиус 0.357 нм. Длина связи между двумя атомами углерода в пятиугольнике ~ 0.143 нм, в шестиугольнике ~ 0.139 нм. То есть, технологии, применяемые для получения, изучения и использования фуллеренов – это нанотехнологии.
Неизвестные Наноматрицы из природных фуллеренов
Наиболее известны водорастворимые производные искусственных фуллеренов, получение которых происходит поэтапно: 1) получение сажи, образующейся при дуговом разряде между углеродными электродами. В саже может находиться только до 10% фуллеренов С
и С
2) растворение в неполярном растворителе, например, в бензоле или в сероуглероде. 3) выпаривание растворителя и получение поликристаллического порошка. 4) сепарация различных фуллеренов, входящих в состав экстракта, в соответствии с идеями жидкостной хроматографией. Аналогичный трудоёмкий и дорогостоящий процесс применяется для разделения радиоактивных изотопов. Но на этом трудности не заканчиваются. Мало получить фуллерены одного типа, например, нужные нам С
Мало того, чтобы они были сверхчистыми, так как малейшие примеси могут нанести вред здоровью, так ещё надо получить водорастворимые производные искусственных фуллеренов. Именно на получение водорастворимых производных фуллеренов направлены усилия всех исследователей, так как прямая инъекция фуллеренов в организм не допустима.
Звучит невероятно, но Природа смогла миновать все эти проблемы и подарила нам возможность образования водорастворимых наноматриц при контакте некоторых фуллеренсодержащих модификаций шунгита только с водой!
В настоящей работе показано, как при определенных условиях возможен процесс самосборки водорастворимых комплексных молекулярных центров – наноматриц. Межмолекулярная организация наноматриц, образующихся в результате самосборки (основной метод молекулярной нанотехнологии), представляет собой комплексный молекулярный центр типа ядро (природный фуллерен) – оболочка (гидратная или сольватная и гидратная). Однако возникновение и стабильное присутствие природных наноматриц оставалось не предсказуемым. Дело в том, что возникновение наноматриц отсутствует, если в водно-шунгитовом экстракте, содержащем относительно высокую концентрацию солей кальция, а также сольватированные или /и/ адсорбированные на фуллеренах кластеры серы, углерода или сульфида углерода, присутствуют соединения, предотвращающие агрегирование фуллеренов. Их удается избежать при использовании нанопорошка из специально очищенной и обогащенной горной породы Sh-III с определенным содержанием углеродной смеси высокой реакционной способности, с определенным соотношением Са/S, с определенным содержанием углерода, определенной структурой несущей углеродной матрицы и с созданием специальных условий для реализации самосборки наноматриц. В настоящей работе детально показано, как претворить в жизнь этот уникальный подарок Природы.
ПрироднаяНаноматрица конечно не панацея от всех болезней, но учитывая её уникальные свойства и отсутствие негативных последействий на организм человека и его будущих поколений от кратковременного или длительного использования наноматриц, в отличие от воздействий, производимых существующими искусственными биодобавками, сорбентами и энтеросорбентами – шаг в правильном направлении.
Хотя медицинский лозунг, которому более двух тысяч лет, – «не навреди» – должен стать главным, когда речь идет о здоровье, увлечение в последнее время новыми лекарствами и биологически активными добавками с совершенно неизвестными последствиями делает человеческий организм невольной испытательной базой для огромной армии производителей добавок и адсорбентов с абсолютно непредсказуемыми последствиями. Отсюда следует острая необходимость получения полезной воды и воздуха лично для себя и личный энтеросорбент. И чем больше усилий и времени будет потрачено на решение этой задачи, тем эффективнее это сохранит наше здоровье. Но при этом следует помнить:
· Нет универсального средства «для ВСЕХ и от ВСЕГО». Человек настолько индивидуален (по ДНК, отпечаткам пальцев и структуре водной среды человека, которая так же индивидуальна, как отпечатки пальцев), что положительные примеры благотворного влияния любого средства на других, не приемлемы! Экспериментировать приходится самому и над собой.
· При любых действиях с лекарствами, биодобавками, водой и пищей, каждому необходимо, прежде всего, соблюдать принцип «не навреди», если не себе, то хотя бы своему потомству. Помните о ПОСЛЕДЕЙСТВИИ.
Что можно предпринять в экстренном порядке каждому индивидууму для сохранения собственного здоровья, независимо от его положения в обществе и вероисповедания? При существующей экологии, при том темпе и образе жизни, который мы вынуждены вести, при неправильном питании, при постоянных стрессах мы приобретаем болезни, с которыми пытаемся бороться с помощью химических лекарственных препаратов, антибиотиков, вредное действие которых уже давно никто не оспаривает. Решаем одну проблему, приобретаем другую – и так бесконечно. Только Природа поможет нам вырваться из этого заколдованного круга.
Спасительным кругом могут быть, например, горные породы шунгит и цеолит из районов с давно известными и функционирующими курортами (шунгит из Карелии, где на шунгитовой толще расположен курорт «Марциальные воды», основанный 300 лет назад, а цеолит из района курорта «Дарасун» в Читинской области, основанный 200 лет назад). Над их составом Природа трудилась миллиарды лет и исключила любое негативное последействие. Человечество успело не только привыкнуть к ним, но и приспособилось использовать их с пользой для организма. Если цеолит – «всего лишь» молекулярный фильтр и минеральный обогатитель, то шунгит больше, чем просто природный сорбент и минеральный обогатитель. Так в 1992 году впервые была показана возможность синтеза фуллеренов в образцах шунгита с содержанием углерода более 95% под действием мощного лазерного излучения. За открытие фуллеренов (новая каркасная форма существования материи в виде полых глобул) в 1996 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Но великое научное открытие сыграло с шунгитом злую шутку. Спекуляция нано термином «фуллерены» и «наноажиотаж» в СМИ породили безудержное распространение ложных применений и мистификаций свойств горной породы шунгит. Более того, несмотря на то, что фуллерены, как и любая другая форма углерода, в воде не растворяется, никто даже не пытается объяснить, как и при каких условиях нерастворимые в воде фуллерены оказываются лечебными, в то время как организм лучше всего усваивает только то, что растворяется в воде.
Наноматрицы шунгита: возникновение жизни
Глава 1. Воспроизведение морфологии частицы из НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ структурами семян растений из ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
Визуальная демонстрация полного воспроизведения морфологии частицы НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ структурами семян растений из ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
Ключом к написанию настоящей монографии стало обнаруженное мной впервые удивительно полное воспроизведение морфологии частицы из НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ – углеродной фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы, полученной в процессе водной экстракции фуллеренов из горной породы шунгита модификации Sh-III – структурами семян растений из ЖИВОЙ ПРИРОДЫ (Рис.3 – 6).
Рис.3. Микрофото углеродной фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы, полученной в процессе водной экстракции фуллеренов из шунгита Sh-III [1, 2].
– — – — – — – 0,5 мм
Рис.4. Микрофото семени опиумного мака в свободном доступе в интернете [3].
Рис. 5. Оптическая микрофотография фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы, полученной в процессе водной экстракции фуллеренов из Sh-III,
Рис. 6. Оптическая микрофотография фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы на стадии сворачивания и дальнейшего роста нитевидного кристалла сероуглерода при контакте с водой [2]. Сравните: диаметр молекулы С
= 0,714 нм, размеры фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц ~1,4 мм, что в 2 миллиона раз больше. Поэтому в отличие от фуллеренов размеры фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц сравнимы с размерами семян растений.
Уникальность шунгита Sh-III состоит не в том, что они могут содержать природные фуллерены, а в том, что при длительном контакте Sh-IIIс водой возможен процесс самоорганизации водорастворимых комплексных молекулярных центров – Наноматриц.
Все наши попытки получить аналогичные фуллерено-подобные квази-кристаллические частицы из Шунгито-подобных горных пород других месторождений (в том числе из горных пород Mangampet, которые нам любезно прислали из Индии) не дали положительных результатов.
Фуллереноподобие в Природе широко распространено. Например, радиолярии — микроскопические животные планктона, которые живут в маленьких кварцевых куполах, состоящих из шестиугольников и пятиугольников. Существует много пятиугольной симметрии в живых организмах, но только гексагональные – в неорганических материалах. Подобная форма известна давно и есть среди полурегулярных форм Архимеда, кроме того, сохранился рисунок деревянной модели такой формы, выполненной Леонардо да Винчи.
Возможно, открытая нами в углеродной фуллерено-подобной квази-кристаллической частице пентагональная симметрия, которая характерна только для живой Природы в отличие от гексагональной симметрии в кристаллических телах, является промежуточным звеном между живой и неживой материей. А обнаруженная нами самоорганизация на основе природных фуллеренов является промежуточной между «умной» самоорганизацией биологических структур и самоорганизацией неорганических материалов [4]. Пентагональная симметрия – промежуточное звено между живой и неживой Природой.
Углеродная фуллерено-подобная квази-кристаллическая частица – модель формирования структуры семян жизни
В семени вообще всё важно и максимально продумано. Ведь это будущее, надежда на новую жизнь, продолжение рода.
Природа в этом вопросе строга. Малейшее отклонение в «худшую» сторону и такое семя просто не прорастёт.
Семя растения — генеративный орган. Из него вырастает целое растение. Они очень разнообразны по форме и внешнему виду, но строение всех семян схоже. Растения, как и все другие известные живые организмы, передают свои признаки с помощью ДНК. В центре каждой клетки растения (от водорослей до орхидей) и в центре каждой клетки животного (от медузы до человека) есть копия генетического материала организма. ДНК несет полный чертеж организма. Это то, что передает свойства от одного поколения к другому.
Однако в случае воспроизведения структурами различных семянрастений из ЖИВОЙ ПРИРОДЫморфологии частицы из НЕЖИВОЙПРИРОДЫ – углеродной фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы – все общепринятые закономерности не сработали известным ранее способом. В данном случае семена растений, передали свои признаки не с помощью ДНК (https://en.wikipedia.org/wiki/DNA). Копию генетического материала организма и полный его репринт Природа осуществила путём заимствования морфологии частицы из НЕЖИВОЙПРИРОДЫ – углеродной фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы, полученной в процессе водной экстракции фуллеренов из Sh-III.
Что раньше появилось на Земле: горная порода Шунгит или растительность? Здесь нет сомнений: возраст Шунгита около 2 миллиардов лет! Только значительно позже возникли леса, из которых позже сформировались залежи каменного угля. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 300—350 млн. лет. Следовательно, за время более миллиарда лет возможность появления углеродной фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы из Sh-III и воды по времени значительно опережало появление семян живых растений и оказало на них, как свидетельствуют фотографии на Рис.3 – 8, существенное воздействие.
Воспроизведение морфологии живых семян растений со структурой частицы из НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ – не совпадение, не гипотеза, не предположение, а реальный ФАКТ исполнения законов Природы. Семена жизни: растения под микроскопом:
Рис. 7. SEM-микрофотография фуллерено-подобной квази-кристаллической частицы, полученной в процессе водной экстракции фуллеренов из Sh-III [4].
– — – — – — – 0,5 мм
Рис. 8. Оптическая микрофотография семени мака в свободном доступе в интернете [6].
Последние исследования доказывают, что фуллерены давно существовали в Природе, пусть и в незначительных количествах. И вполне возможно, что возникновение Жизни в предбиотическую эпоху (т.е. миллиарды лет назад) не является первичным актом ее зарождения и этот процесс, под действием фуллеренов и фуллереноподобных структур, происходит непрерывно, влияет на развитие жизни, испытывает ее существующие формы и образует новые [4].
Ниже приводятся несколько гипотез о существенном влиянии фуллеренов на происхождение жизни на Земле.
ГЛАВА 2. Гипотезы влияния Фуллеренов на происхождение жизни
2.1. Жизнь не является сингулярностью
Связь фуллеренов с происхождением жизни анализируют в работе [7]. Авторы полагают, что благодаря уникальным свойствам фуллерена, эта чисто углеродная молекула была самым ранним прародителем жизни.ФУЛЛЕРЕН действовалкак стабильная универсальная биологическая матрица, на которой спонтанно собирались небольшие молекулы, а затем путем дальнейшей сборки образовывали поверхностную мантию из более крупных молекул. Авторы утверждают, что этот процесс, благодаря присущей ему гибкости, инициировал эволюцию, позволив появиться параллельным разнообразным линиям поверхностной мантии, избирательно реагирующим на изменяющуюся пространственную среду. Например, линии поверхностной мантии, покрытые нуклеотидными и пептидными слоями, считаются первичными предшественниками вездесущих рибосом. Более того, параллельная независимая и взаимозависимая эволюция линий поверхностной мантии была бы более быстрой, чем последовательное развитие, опровергала бы предшествование либо ДНК, либо РНК и объясняла бы эволюцию интеграции двух субъединиц с различной структурой и функциями в рибосомы и триплетную природу генетического кода: кодоны, триплеты.
Авторы уверены, основываясь на последних астрономических данных, что эта гипотеза поддерживает концепцию о том, что жизнь не является сингулярностью. Эта концепция также предполагает потенциальный инструмент для терапии, биотехнологии и генной инженерии.
2.2. Фуллерен – инициатор до биологической эволюции
«Горно-вулканическую» гипотезу выдвинули в работе [8]. Большие залежи в Карелии горной породыШунгит с относительно большим содержанием фуллеренов косвенно подтверждают эту концепцию: фотосинтезу должен был предшествовать абиологический процесс ассимиляции углекислоты. Процесс синтеза фуллерена катализируется самим фуллереном, то есть происходит процесс размножения (репликации), который до сих пор считается атрибутом только живой материи. Такие процессы могли происходить в пластах Шунгита, где кроме фуллерена, содержатся алюмосиликаты. Они сами по себе являются мощными катализаторами. Кроме того, Шунгиты содержат и карбонаты, которые и могли являться донорами углекислоты. Эти синтезы не нуждаются в квантах света h?, но повышенное давление должно было способствовать образованию углеводов. Таким образом, наиболее благоприятными условиями для начала химической эволюции должна была быть не поверхность земли, а недра – Шунгитовые породы. Вывод нестандартный: жизнь зарождалась не в океане, а в горных породах. В книге «Фуллерен и Феномен жизни» [8] утверждается, что фосфорный ангидрид, а значит, и фосфорные кислоты могли являться продуктами вулканической деятельности. Для начала возникновения жизни было необходимо только (P
O
) и Шунгит. Но без первоначального абиогенного синтеза нуклеотидов невозможен запуск биосинтеза нуклеотидов в процессе самовоспроизводства и саморепликации. С этого момента химическая эволюция плавно переходит в биологическую, при этом, меняя «прописку»: из продуктов горно-вулканической деятельности – в водную среду, которая более приспособлена для синтеза аминокислот, полипептидов, белковых структур и биоорганизмов в целом. По этой концепции, в процессе абиогенного синтеза нуклеотидов, к залежам шунгита должны добавиться залежи фосфата кальция. Удивительно, но именно, самые мощные в мире залежи шунгита и самые мощные залежи апатита, состоящие в основном из фосфата кальция, сосредоточены в одной и той же географической точке — на Кольском полуострове, который был полигоном эволюции [8].
2.3. Зажогинское месторождение Sh-III в Карелии – испытательный полигон для эволюции?
Роль углерода в развитии жизни, как структурной основы всех организмов, общепринята и является неотъемлемой частью эволюции. Но свойствауглерода полностью зависят от структуры его молекулярнойорганизации. В настоящей монографии рассматривается только уникальный шунгитовый углерод C
который совершенно не похож на все известные углеродные материалы: такого неповторимого сочетания практически всех видов углеродных аллотропов нет ни в одной горной породе, кроме Sh-III Зажогинского месторождения в Карелии.
Зажогинское месторождение Sh-III – одно из крупнейших месторождений шунгитовых горных пород в мире [9]. Шунгитовые породы с вкраплениями туфов, доломитов и алевролитов залегают в районе северной части Онежского озера и под ним. В целом магматические породы составляют около 30% продуктивного ряда. В настоящее время выявлено и разведано в различной степени 25 месторождений, содержащих от 0,2 до 58,0 млн тонн высокоуглеродистых шунгитовых горных пород(Sh-III).
Хотя и в углях различных месторождений были идентифицированы фуллерены, Sh-III остается уникальным среди остальных горных пород в том плане, что образование водных растворов Наноматриц удалось реализовать только в водных экстрактах Sh-III. Это подтвердили наши контрольные эксперименты с разными углеродными композициями: аморфный графит, уголь, содержащий серу до 1.5%, битум и разные типы Sh.
Именно в породах Sh -III Зажогинского месторождения впервые в геологических образцах выявлено появление природных фуллеренов под действием лазерного излучения [10]. В этих мягких условиях возможен контакт углерода с расплавленной серой, элементарной серой и нагрев [11]. Такие условия встречались в Шунге, Богемском массиве и даже в Садбери. Элементарная сера могла возникнуть в результате деятельности бактерий, выветривания сульфидов или распада биологического вещества. Природные фуллерены Sh-III отличаются тем, что они могли образоваться в твердом состоянии, хотя большинство искусственных фуллеренов выращиваются из газовой фазы. «Это первый пример твердофазного роста фуллеренов», – заключает профессор R.L. Hettich [11]. Похожая версия происхождения шунгита, активной основой которого является фуллерен, обоснована в [12]: «Шунгит – продукт экстремальной конденсации с полной дегидратацией углеводов, с дальнейшим спеканием с алюмосиликатами, карбонатами и т. п. под воздействием температуры или давления. Сами углеводы могли образоваться в небольших количествах при полимеризации формальдегида» по цепи, рассмотренной в книге «Происхождение и принципы эволюции» [12].
Зажогинское месторождение в Карелии могло стать полигоном дляэволюции, так как для этого было достаточно наличия части шунгита Sh-III под Онежским озером и миллиарда лет контакта Sh-III с водой. При таком длительном контакте с водой происходит прежде всего вымывание алюмосиликатной компоненты Sh-III (см. Главу 4), что влечет за собой последующее диспергирование всех составляющих горной породы, готовых к образованию углеродных супрамолекулярных структур (см. Главу 6). Это важно, потому что в процессе контакта Sh с водой выщелачивается в основном именно алюмосиликатная фаза, которая ответственна не только за первоначальную массовую многостадийную химическую реакцию с водой, но и за последующую дисперсию всех ее элементов в процессе дальнейшего контактирования с водой и экстракцию фуллеренов. Таким образом, при длительном контакте с водой достигается максимально возможная выщелачиваемость, т.е. способность различных элементов, в том числе фуллеренов, содержащихся в Sh, переходить в воду. Адсорбционные характеристики Sh после водной дисперсии возрастают значительно: удельная поверхность более 350 м
/г, объем пор 0.5 см
/г, вместо обычных значений, характерных для Sh (из месторождения Шуньга): 25.9 м
/г, 0.03 см
/г [9, 10].
Обнаруженная нами впервые самоорганизация фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц из низкомолекулярного углерода, графенов, графитоподобных пакетов и природных фуллеренов в водном экстракте Sh-III происходит в результате непрерывного процесса самоорганизации этих компонентов на матрице, роль которой в Sh-III играют Наноматрицы. Процесс самосборки наноструктур на основе природных фуллеренов в воде зависит от многих факторов, главными из которых являются состав и дисперсность Sh. Природа за миллиарды лет создала в этом природном нанокомпозите такой оптимальный элементный состав и молекулярную структуру, которые in vitro невозможно репродуцировать. Подтверждением этому является, например, совместное сосуществование в Sh-III кристаллического кремнезема и различных модификаций углерода (графенов, нанотрубок, низкомолекулярного углерода, фуллеренов) высокой реакционной способности. А в нашем случае наноструктуры созданы не искусственно, а самой природой. То, что создано природой не нуждается в улучшении. Неожиданности природа подготовила и на этот раз. Так в отличие от общепринятой точки зрения, наши исследования показали, что определенные модификации Sh-III можно рассматривать как глобулярно организованную углеродную матрицу, включающую в себя высококонцентрированную фуллерен-содержащую сажу и минеральную компоненту. Противоречие между этой моделью и возможностью выделения фуллеренов в водный экстракт проявилось лишь после обнаружения в экстрактах сольватированного и свободного сероуглерода СS
. Таким образом, экстракция идет обычными методами, а низкий выход фуллеренов связан не только с закрытым характером пор, но и с взаимодействием «сажевой» оболочки на фуллеренах с углеродной матрицей. Нужно длительное время контакта Sh-III с водой, либо анодным травлением, или интенсивной механоактивацией и обогащением Sh развалить глобулярную организацию и повысить выход фуллеренов в раствор до 1.0 – 2.0% от массы образца [4]. Ниже воспроизведён возможный способ естественного получения углеродных фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц из Sh-III при длительном контакте с водой.
ГЛАВА 3. Сюрпризы шунгита Sh-III – ключевой фактор самоорганизации углеродных фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц
3.1. Противоречивые данные о концентрации фуллеренов в шунгитах
Необходимым и достаточным условием естественной самоорганизации фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц в процессе длительного контакте Sh-III с водой является уникальные свойства шунгитового углерода С
и достаточная концентрация природных фуллеренов.
Природные фуллерены (С
и С
) были первоначально открыты в процессе исследования механизма формирования молекул углерода [13] в космических условиях, в так называемых углеродных звездах или в ближайшем их окружении. О том, что фуллерены имеются в земной коре, стало известно уже после их открытия, т.е. после присуждения Нобелевской премии 1996 года, вызвавшей небывалый интерес к новой форме существования материи. Правда, содержание их невелико и распределены они весьма неравномерно, поэтому химические исследования земных фуллеренов вряд ли сегодня можно считать полными. Удалось определить время появления исследованных фуллеренов на Земле. Кратер от падения канадского метеорита образовался 1,85 млрд лет назад, в архейскую эру, когда Земля еще была безжизненна, «безвидна и пуста». Другие фуллерены появились гораздо позже.
Горные породы, похожие на Sh, найдены и в других странах: Казахстан, Канада, Индия. Согласно статье в журнале Geological Society of India в 2007 г., фуллерены найдены в горных породах Mangampet. Основные надежды Mineral DevelopmentCorporation связаны с получением чистых фуллеренов из этой горной породы для коммерческих целей. Однако, пока о практических результатах такого производства фуллеренов никаких сообщений нет.
До 1993 г. ни в одной из опубликованных работ не был выявлен свободный углерод в экстрактах на основе неполярных растворителей, традиционных для извлечения фуллеренов из синтетических фуллеренсодержащих саж. После установления факта появления под действием мощного лазерного излучения фуллеренов в ряде высокоуглеродистых Sh [10] и начала систематических работ в этом направлении, концентрация наиболее распространенных С
и С
в экстрактах на основе неполярных растворителей оценивалась от следовых количеств [14, 15] до 0,1% [16]. Низкие оценки концентрации фуллеренов в Sh могут быть обусловлены рядом факторов. Наиболее существенными из них являются как техника измерения, так и ее интерпретация. Например, Mossman [17] подтвердил присутствие фуллеренов в Onaping Formation, Black Tuff из Sudbury, Ontario, но не нашел фуллеренов в высокоуглеродистых Sh из района Онежского Озера в Карелии. Ранее авторы [10] отмечали, что отсутствие природных фуллеренов в Sh, может быть связано с чрезвычайной неоднородностьюпороды. Авторы [17] утверждают: «Альтернативные объяснения включают в себя возможность того, что природные фуллерены не встречаются в Sh, или, что открытие природных фуллеренов в Sh, возможно, было артефактом анализа». Потенциальной проблемой в этих исследованиях является то, что при определенных условиях эксперимента фуллерены могут генерироваться лазерным излучением, искажая полученные результаты. Например, в условиях лазерной абляции (плотность мощности излучения лазера больше, чем 10
Вт/см
), фуллерены могут быть получены из графитового материала. Именно такая ситуация имеет место в [10], где впервые предполагалось наличие фуллеренов в Sh. Плотность мощности в этой работе была достаточной для разложения C
синтеза C
из сажи. Поэтому эти результаты лишь подтверждают возможность синтеза фуллеренов в C
при внешних воздействиях. Более того, отсутствие калориметрических данных о существовании природных фуллеренов в C
, ограниченное пространство для формирования кристаллического фуллерита и наши данные об глобулярной организации C
являются причиной полагать, что SEM микрофотографии высокого разрешения в работе [10] соответствуют лишь глобулярной организации сажевого углерода.
Напротив, другие исследователи, например, G. Parthasarathy et al. [14] сообщают, что обнаружили природные фуллерены в образцах Sh из Кондопоги, другого месторождения Sh в Карелии (60 км юго-западнее Шуньги). Образец Sh был блестящим и содержал ~10 вес. % углерода. Для обнаружения природных фуллеренов G.Parthasarathy вместо LDI, который, как известно, создает фуллерены под действием лазерного излучения, использовал масс-спектрометр ионов высокой энергии EIMS (electron-impact ionization mass spectrometer). Для большей надежности наличие природных фуллеренов в Карельских Sh проверяли еще с помощью XRD (powder X-ray diffraction) и NMR (
C-nuclear magnetic resonance). Они пришли к выводу, что природные фуллерены (C
и C
, измеренные до ppb) в Sh существуют.
Совершенно другой подход к оценке содержания фуллеренов в Sh использовали в [18]. Относительно низкая концентрация фуллеренов (менее 0,01%) не позволяет рассматривать их как вещество ответственное за каталитические, медико-биологические и водоочистные свойства Sh. В этом случае известные полезные свойства Sh должны связываться с особенностями его структуры, в частности глобулярной организацией углеродного вещества и возможным фуллереноподобием С-глобул. Расчетная оценка предельно допустимой концентрации фуллеренов соответствует аналогичной концентрации в водном экстракте Sh при катодном осаждении совместно с сажевой компонентой. Сравнительный анализ макрофизических величин Sh-1, графита, стеклоуглерода и фуллерита С
допускает присутствие до 50% фуллеренов в составе сажевой компоненты С
. Такая оценка позволяет рассматривать С
как глобулярно организованную матрицу, включающую природную фуллеренсодержащую сажу, а фуллерен – как одну из основных компонент, ответственных за фильтрующие, биоактивные и каталитические свойства Sh. Анализ плотности, пористости и ряда других макрофизических параметров стеклоуглерода, графита, фуллерита С
и Sh-1 указывают [18] на возможность присутствия (до 3%) фуллеренов в C
Хотя споры о том, есть фуллерены в шунгитах или нет, идут до сих пор, природные фуллерены, как нами установлено, не только могут исходно присутствовать в некоторых модификациях горной породы Sh-III, но при определенных условиях, даже синтезироваться в процессе водной экстракции фуллеренов из шунгита Sh-III. При этом, каких фуллеренов будет больше, зависит не только от модификации шунгита и минеральной компоненты, но и от содержащихся в них примесей (главным образом металлических и серы) и типа растворителя.
3.2. Модификации шунгита Зажогинского месторождения
Свойства Sh зависят не только от содержания углерода, но и от минеральной компоненты, которая даже при относительно постоянном содержании углерода может резко различаться по составу в пределах одного небольшого куска. Дальнейшие исследования показали, что одни месторождения Sh действительно содержат фуллерены, в то время как другие – лишь сажистые вещества [19]. Даже Sh-1, в котором с помощью мощного лазерного излучения удалось создать фуллерены [10] и который все считают наиболее перспективным для получения наибольшего количества фуллеренов, мало пригоден для образования гидратированных фуллеренов. Sh-1 в воде не растворяется! Исследования биологической активности гидратированных фуллеренов показали, что они являются мощнейшими антиоксидантами длительного действия. Они оказывают противовирусное, антиамилоидное, противоаллергическое, противоопухолевое, гепатопротекторное, антиатеросклеротическое действие, стимулируют иммунную систему и предупреждают возрастные изменения в организме.
Механизм взаимодействия Sh-III с водой основан на его способности как сильного восстановителя поглощать кислород, активно взаимодействуя с ним в воде и на воздухе. В этом процессе образуется атомарный кислород, который, как подчеркивает «The international recycling symbol», (http://en.wikipedia.org/wiki/Recycling_symbol)является сильнейшим окислителем и окисляет адсорбированные органические вещества до CO
и H
O, освобождая поверхность Нанопорошка для новых актов адсорбции. Появилась уникальная возможность разлагать небольшие концентрации различных органических примесей (гептил, диоксин, лекарства и т.д.), нейтрализовать следы фармацевтических препаратов, которые проходят незамеченными через все современные системы очистки. В природе нет веществ, способных на это, кроме Sh-III.
Выбор нами Sh-III с концентрацией углерода 28—32% определен с одной стороны, их промышленной значимостью, а с другой – постепенным уменьшением механической прочности по мере роста концентрации углерода с 28 до 32% за счет смены типа несущей матрицы с кремнисто-алюмосиликатной – на углеродную. В результате, как следствие получаем наименьшее сопротивление к истиранию, что важно для получения нанопорошков.
Чтобы быстро добиться сохранения и повторяемости уникальных свойств Sh-III, необходимо получение Нанопорошка (размер частиц менее 1 микрона), содержащего природные фуллерены. Нанопорошки позволяют более эффективно взаимодействовать с водой и приводить к образованию гидратированных фуллеренов. Если роль углерода в развитии жизни, как структурной основы всех организмов, общепринята и является неотъемлемой частью эволюции, то роль шунгитового углерода не столь ясна.
3.3. Уникальный шунгитовый углерод C
C
не похож на все известные углеродные материалы: такого неповторимого сочетания практически всех видов углеродных аллотропов нет ни в одной горной породе, кроме карельского Sh-III. Sh-III кроме макро- и микроэлементов, содержит минеральную и углеродную компоненты, включающие примеси алюмосиликатов, карбонатов и сульфидов металлов. Между углеродной и силикатной компонентой существует прочная связь. Такая структура и состав пород сообщают Sh-III ряд необычных физических, химических, физико-химических и технологических свойств. По составу, структуре и свойствам образования Sh-III уникален, а термин «шунгитовый углерод» (C
) закрепился, благодаря его непохожести на все известные углеродные материалы:
– С
представляет собой необычный по структуре природный нанокомпозит – состоящий из двух взаимопроникающих матриц из наноразмерных частиц углерода и кремнезема.
– Минеральная и углеродная матрицы насыщены специфическим (не графитизируемым, т.е. не покрывающим в виде графита) углеродом в некристаллическом состоянии, характеризуемое отсутствием дальнего порядка в расположении атомов.
– В отличие от обычных углей – не горит, хотя содержит много углерода.
– Различие между C
и графитом – значительно. Из графита можно получить алмаз, из алмаза – графит. Но из графита нельзя получить C
и из C
– графит.
– В отличие от стеклоуглерода, который получают при температурах выше 2000
С, в C
полностью отсутствует карбид кремния, т. е. Sh никогда не нагревался до таких температур.
– Основным отличиемC
от всех известных углеродных материалов является наличие в нем глобул – эллипсоидных многослойных образований с порой внутри, в основе которых лежит гексагонально-подобная ячейка углеродных атомов с анизотропией искажений в двух неэквивалентных направлениях.
– Большая часть аллотропных форм углерода не только содержатся в С
, но и определяют его основные свойства.
Рис.9. Аллотропы углерода в структуре шунгитового углерода.
Углерод, имеющий первостепенное значение для Sh, не является ни черным, ни прозрачным, ни мягким, ни твердым, ни проводником, ни изолятором. Все зависит от структуры его молекулярнойорганизации. Аллотропные модификации углерода по своим свойствам наиболее радикально отличаются друг от друга: от мягкого к твёрдому, от непрозрачного к прозрачному, от абразивного к смазочному, от недорогого к дорогому.
Алмаз (электрический изолятор) – трехмерная (пространственная) форма углерода, которая сформирована атомами углерода в состоянииsp
-гибридизации.
Графит (проводник) – двумерная (плоскостная) форма углерода, которая сформирована атомами углерода в состоянии sp
-гибридизации.
Карбин (полупроводник) – линейная форма углерода с sp-гибридизацией атома углерода.
Аморфные (древесный уголь, сажа, нано-пена) и кристаллические (нанотрубки, алмазы, фуллерены, графит, лонсделит) аллотропы углерода:
– Графито-подобные пакеты одинаковые (3 х 3 нм) [20], (1 нм=10
метра).
– Графены (Нобелевская премия по физике за 2010 год) представляют собой однослойные двумерные углеродные структуры, поверхность которых регулярным образом выложены правильными шестиугольниками со стороной 0,142 нм и атомами углерода в вершинах. Графен является одним из структурных элементов С
наряду с непланарнымграфеновым фрагментом в форме чашечки размером 0,4 -0,7 нм [21].
– Нанотрубки – это полые цилиндры, которые образованы свернутыми листами толщиной всего в один атом углерода. SEM микрофотографии нанотрубок наряду с нанобаррелями, наноконусами и др. из модифицированного Sh-III приведена в [22]. Ученые из Rice University’s Center for Biological and Environmental Nanotechnology, CBEN провели большое токсикологическое исследование водорастворимых фуллеренов и углеродных нанотрубок и установили, что водорастворимые углеродные нанотрубки, как и фуллерены, при единичных химических модификациях нетоксичны.
– Низкомолекулярные углерод (С
– С
) и сера (S
– S
) играют особую роль в различных модификациях супрамолекулярной самосборки углеродных структур из водных экстрактов Sh-III (см. Главу 5).
– Фуллерены (Нобелевская премия по химии за 1996). Все молекулы фуллеренов представляют собой замкнутую поверхность, образованную пяти- и шестиугольниками. Пятиугольник, встроенный в графитовую плоскость, индуцирует ее искривление на 30 ? (1 ? = 10
м), поэтому во всех таких структурах имеется 12 пятиугольников, что обеспечивает замкнутую поверхность, и n шестиугольников. Таким образом, все эти молекулы отличаются друг от друга количеством шестиугольников. В фуллерене С
атомы углерода, занимающие вершины шестиугольника, располагаются в одной плоскости. В фуллеренах с большим числом атомов, шестиугольники, образующие поверхность молекулы, искажаются и потому С
является наиболее устойчивой и наиболее распространенной молекулой в природе. Он образует многогранник, состоящий из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников, как в футбольном мяче (Рис.2 d).
Открытием природных фуллеренов в некоторых типах Sh отмечен поворотный момент в области уникальных свойств этой горной породы. Такого неповторимого сочетания практически всех видов углеродных аллотропов нет ни в одной горной породе, кроме Sh-III.
Неисчерпаемость эпохи аллотропов углерода подчеркивает престижный журнал Nature Materials [23]: «25 лет прошло после открытия С
и уникальных свойств и возможностей применения синтетических аллотропов углерода – фуллеренов, нанотрубок и графена – но они в подавляющем большинстве случаев продолжают иллюстрировать выдающееся научно-техническое значение».
В чем причина того, что до сих пор химические и физические свойства элементарных форм углерода продолжают удивлять и химиков, и физиков? Почему, казалось бы, давно известные и хорошо понятные структуры алмаза и графита (на который больше всего и похожи вновь открытые структуры) не проявляют, например, окислительных свойств, как это имеет место в случае фуллеренов и нанотруб? Самый общий ответ кроется в особенностях электронной и атомной структур этих соединений. Если в классических плоских ароматических структурах s- и ? -связи геометрически являются ортогональными, то в фуллеренах и нанотрубах, за счет ненулевой кривизны поверхностей – нет. Эта неортогональность и определяет практически все многообразие и отличие их свойств. Синергетическое или согласованное воздействие всех составляющих Sh-III на организм человека ещё только предстоит исследовать, но исторический опыт показывает, что, если бы даже все человечество поголовно занялось бы изобретательством, оно не смогло бы в конечном итоге создать ничего более совершенного и притом простого, чем рождаемое Природой. То, что создано Природой нуждается не в улучшении, а в бережном сохранении того, что уже имеем. С этой точки зрения Sh-III считаетсянеисчерпаемым источником дальнейших исследований и даже в простейшем случае использования только воды при экстрагировании, Sh-III преподносит неожиданные сюрпризы.
3.4. Сюрпризы шунгита Sh-III
Неожиданные СЮРПРИЗЫ Sh-III стали ключевым фактором решения проблем самоорганизации углеродных фуллерено-подобных квази-кристаллических частиц. Эти проблемы были связаны с тем, что появление и стабильное присутствием Наноматриц оставалось непредсказуемым. Дело в том, что появление Наноматриц отсутствует, если водный экстракт Sh-III, содержащий относительно высокую концентрацию солей кальция, а также сольватированную и/или/адсорбированную серу, кластеры углерода или сероуглерода на фуллеренах, содержит соединения, препятствующие агрегации фуллеренов. Их можно избежать, используя Нанопорошок из специально очищенной и обогащенной породы Sh-III с определенным содержанием углеродной смеси высокой реакционной способности, с определенным соотношением Ca/S, с определенным содержанием углерода, определенной структурой несущей углеродной матрицы и с созданием специальных условий для осуществления самосборки Наноматрицы. Необычность результатов предопределило проведение контрольных экспериментов на других объектах углеродного состава: аморфном графите, угле с содержанием серы до 1,5% и нефтяном битуме, – которые подтвердили, что устойчивое образование Наноматриц происходит только из водной среды экстракта Sh-III. Дальнейшие исследования [4] Sh-III открыли совершенно новые свойства непредсказуемого шунгита, способного создавать ранее неизвестные морфологии упорядоченных углеродных частиц.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=70915354) на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.