Jaké jsou přidělení uhlíku?

uhlík má kvůli svým jedinečným chemickým vazebným vlastnostem nejstabilnější alotropy jakéhokoli prvku. Některé alotropy uhlíku, jako je grafit a diamant, se vyskytují přirozeně; Jiní, jako jsou nanotrubice, musí být vyrobeny v laboratoři. Hojnost a všestrannost Carbon z něj činí jeden z nejvíce studovaných materiálů v nanotechnologickém výzkumu a jeho alotropy mají širokou škálu užitečných vlastností, jako je vysoká pevnost v tahu a vysoké tání.

Amorfní uhlík a grafit jsou dva nejběžnější alotropy a tvoří většinu přírodních uhlíkových sloučenin, jako je uhlí a saze. Amorfní uhlík nemá žádnou konkrétní krystalovou strukturu, jako většina brýlí. Atomy uhlíku v grafitu jsou uspořádány ve vrstvách; Každá vrstva má silné vazby, které ji drží pohromadě, ale vrstvy se nepřipojí silně a lze je snadno otřet. Čistý pyrolytický grafit, kde jsou všechny vrstvy uspořádány ve stejné rovině, je extrémně silným, tepelně rezistentním materiálemAL se používá ve vysoce stresových, vysokoteplotních prostředích. Graphite vede elektřinu a lze jej použít jako moderátor pro jaderné reaktory.

Diamond, druhý přírodní alotrop uhlíku, má tuhou, vzájemně propojecí krystalovou strukturu. Diamond je jednou z nejtěžších známých látek a používá se v průmyslu k broušení a řezání materiálů. Transparentnost a trvanlivost diamantu je vysoce ceněna jako drahokam a šperky změnilo těžbu diamantů na multimilionový dolarový průmysl. Diamant lze vyrábět synteticky z jiných alotropů, ale k vytvoření vyžaduje extrémně vysoké teploty a tlaky.

Mezi další exotičtější alotropy patří buckyballs, nanotrubice a uhlíkový nanofoam. K tomu dochází přirozeně v sazích a byly nalezeny alespoň v jedné planetární mlhovině, i když mohou být také vytvořeny synteticky. Buckyballs jsou uzavřeny, kulové sítě uhlíku naOMS, které tvoří vzájemně propojené pentagony a hexagony. Uhlíkové nanotrubice sdílejí stejnou strukturu jako grafit, ale místo toho, aby měly hromadu vrstev, se nanotrubička ovinula kolem sebe a vazby se sebou, tvoří dlouhý válec. Uhlíkové nanotrubice mají velmi vysokou pevnost v tahu, což je činí atraktivní jako nové stavební materiály, i když nejsou zdaleka tak silné pod kompresí.