¿Es posible tener un fullereno lo suficientemente grande como para ser un globo de vacío efectivo que pueda levantar cosas?

En un sentido práctico, no.

Es una idea increíble desde el punto de vista de lluvia de ideas y visualización.

El control de la realidad agria es algo como esto:

  1. La flotabilidad del globo de elevación se calcula en el mundo macroscópico newtoniano como igual a la masa del fluido desplazado, o, más bien, a la diferencia entre el fluido en el globo y el que lo rodea. (Los fluidos aquí pueden ser gases o líquidos). A veces esto es aire caliente vs aire frío, o helio o hidrógeno vs atmósfera regular. O algo así como gasolina, para los tanques de flotabilidad en un batiscafo de inmersión profunda, como el Trieste, que fue el primer vehículo pilotado en ir al fondo de la Trinchera Profunda Challenger. (¡Presagio / alerta de spoiler!)
  2. El vacío tiene una ventaja, ya que no pesa nada. Entonces, el peso delta en comparación con lo que estaba adentro antes es lo más grande posible, para una elevación máxima.
  3. Microscópicamente, hay una atracción gravitacional en el globo y la carga útil, y hay transferencias de impulso de moléculas de aire externas cercanas que golpean el exterior del globo. El efecto neto de todas esas colisiones y transferencias de impulso, por unidad de tiempo, es lo que, a nivel macroscópico, es “presión”. Si obtiene elevación, esto significa que la presión neta en las superficies orientadas hacia abajo y sus componentes orientados hacia abajo es mayor que la presión neta sobre las superficies orientadas hacia arriba y sus componentes orientados hacia arriba. Incluso para un globo de fiesta de un pie de ancho, la fuerza de elevación es el diferencial neto entre el aire ligeramente más denso y gravitacionalmente más bajo que empuja hacia arriba desde la parte inferior, y el aire cada vez menos denso que empuja hacia abajo desde la parte superior.
  4. Si tiene una pared de globo macroscópica (desde el punto de vista de la molécula de aire) como una capa de Mylar o látex, está bien. Las moléculas de aire golpean, y la transferencia de impulso se recoge en la mayor parte de la pared del globo. El gas dentro del globo también empuja hacia atrás en la pared del globo para mantenerlo en su lugar, en equilibrio entre las fuerzas elásticas y el aire exterior que quiere colapsar el globo, y la presión de gas interior empujándolo hacia afuera.
  5. Si, por otro lado, tiene un Fullereno macroscópicamente grande lleno de nada, se encuentra con algunos problemas estructurales
    1. La pared del globo es solo, efectivamente, un par de átomos de espesor.
    2. No hay gas adentro empujando en la pared del globo, por lo que lo único que se mantiene en su lugar contra estos impactos de moléculas externas (presión) es la estructura mecánica de la pelota: una forma de domo geodésico completo, gigantesca.
    3. Las estructuras redondas soportadas pueden soportar grandes cargas: el Arco es una piedra angular, por así decirlo, de la historia de la arquitectura. Pero un arco se hace más fuerte cuando la curva se vuelve más y más nítida (alta y estrecha), y sucesivamente más débil a medida que la parte superior se vuelve más plana y la base se ensancha: es como la tensión en un cable horizontal que intenta sostener algo que cuelga del medio – puede ser muchas veces el peso del objeto colgante debido al ángulo poco profundo. En este caso, su Buckyball gigante tiene una curvatura que es gigantesca (cientos o miles (o más) de longitudes de enlace, tal vez) en comparación con su grosor, y en cualquier punto, los enlaces vecinos son, dentro de un error muy pequeño, paralela a la superficie. Necesitaría una enorme resistencia a la tracción a través de la red de enlaces para resistir el empuje hacia adentro, y es poco probable que lo consiga contra la presión atmosférica.

Ahora, si estás hablando más como un Zeppelin para Ant Man o, tal vez, Bacteria Man, es probable que obtengas algo que, en conjunto, pueda hacer algo de elevación significativa según los estándares de los microbios. El desafío entonces sería que la falta de uniformidad de las colisiones de moléculas de aire lo impactaría significativamente, es decir, el movimiento browniano, por lo que desearía planificar mucho tiempo adicional si va en una dirección particular, debido a La naturaleza de las caminatas aleatorias.

Cualquier tipo de globo macroscópico colapsará cuando intentes aspirarlo. Es muchísimo más fácil llenarlo con helio y el beneficio del vacío sobre el helio no es tan bueno si fuera posible usarlo. Representaría un aumento en la flotabilidad de 4/29 si no hubiera diferencia en la masa estructural.

Es vagamente posible que eventualmente podamos crear algún tipo de espuma de nanoestructura (como un montón de Buckyballs pegadas) con un vacío en cada una.