Az ismert szén váratlan tulajdonságai

Az alapvető tudomány az elmúlt években ritkán kényeztette a mérnököket ipari megvalósításra alkalmas felfedezésekkel. Az utóbbi két évtized azonban kellemes kivételré vált. Két Nobel-díj és egy harmadik felfedezés, amelyet a Nobel-bizottság még nem értékelt, a mérnökök és a technikusok évtizedek óta munkalehetőségeket teremtett. És mindegyik egy elemmel van társítva - szén.

Miért olyan fontosak ezek a felfedezések, és mit adhat nekünk egy ismerős kémiai elem? Minden, amit a szénről tudunk, ez teszi a periódusos rendszer legérdekesebb és legfontosabb elemét. Először is, maga az élet szén-dioxid alapon jött létre. A szénatomok összetett struktúrákba való képessége lehetővé tette a természet számára, hogy fehérje organizmusokat hozzon létre és lélegezze be az embereket. Az összes szerves kémia, az új, mesterséges anyagok bőségével, komplex szénvegyületeken és más elemekkel épül.

Az atomszén azonban nem kevésbé meglepő, mint vegyületei. Ez az egyetlen elem, amely eddig 8 allotrop (különféle) módosítással rendelkezik. A "viszlát" szó nagyon helyénvaló, mert A szén további meglepetéseket hozhat a jövőben. Néhány évtizeddel ezelőtt csak két szén-dioxid-módosítást tudtunk: grafit és gyémánt.

Volt és kellett foglalkoznunk a grafittal, ceruzával rajzolva papírra. A gyémánt a gyémántok izgalmas ragyogása és a gazdagság jelképe. Igaz, hogy a technológia fejlődése a gyémánt egy másik tulajdonságának - felülmúlhatatlan keménységének - elismeréséhez vezetett. És most, a folyamatok összetettsége ellenére, a mesterséges gyémántokat szintetizálják és széles körben használják a technológiában. Kemény kőzet fúrása, kővágó kerekek, köszörűpaszták - hosszúon felsorolhatja ennek a szénmódosításnak a felhasználásait.

De egy nagyon kemény és egy nagyon lágy állapot között egy szakadék fekszik. Meglepő volt, hogy egy olyan fontos elemnek, amelyre az összes modern kémia épül, csak két ilyen antagonista állapot van.

És végül, a múlt században, a 60-as évek elején, felfedezték a szén harmadik módosítását - karabély. Ez összekapcsolt szénatomok lánca. A felfedezést kémikusok tettek, és nem kapott sok rezonanciát, mivel nem talált gyakorlati alkalmazást.

És itt van a szén következő formája - fullerén sokkal nagyobb érdeklődést váltott ki. A gömb alakú molekulába összeállított szénatomok teljesen új anyagok és vegyületek létrehozásához nyitották meg az utat. Nyitáshoz fullerén szén módosítása egy tudóscsoport 1996-ban Nobel-díjat kapott

A fulleréneket már a gyógyszeriparban használják rákellenes gyógyszerek előállítására, a rádióelektronikában és az autóiparban motorolaj-adalékanyagokként. Az alkalmazások listája rendkívül széles, de a jövőbeli felhasználás kilátásai még szélesebbek.

A szénnel kapcsolatos további felfedezések úgy fordultak elő, mint bőségszaru. Lonsdaleit, amelyet meteoritokban találtak, majd ezt követően mesterségesen szintetizálták, szén nanocsövek, grafén.

Nem volt idejük elsajátítani egy allotróp formát, mivel váratlanul további kettőt adtak hozzá. Ezek a szénformák lehetővé teszik az elkövetkező években, hogy radikálisan megváltoztassa az emberiség és az emberi élet kommunikációs struktúráját (a grafén és a szén nanocsövek felhasználásának kilátásairól bővebben a cikkben olvashat a grafén elektronikáról).

Az új széntulajdonságoknak köszönhetően korlátlan lehetőségek vannak kvantumszámítógépek, több mint 100 Gbit / s sebességű információátviteli vezetékek, élő cellából érkező jeleket érzékelő érzékelők és még sok más létrehozására,amiről a tudományos fantasztikus írók nem álmodtak.

És nem kellett sokáig várnia: a felfedezések kereskedelmi felhasználásának lehetősége annyira nagy, hogy már több tucat vállalat demonstrál termékmintákat, amelyek szén nanocsöveket és graféneket tartalmaznak.