kategorier: Udvalgte artikler » Interessante fakta
Antal visninger: 13713
Kommentarer til artiklen: 2
Uventede egenskaber ved kendt kulstof
Grundlæggende videnskab i de senere år har sjældent forkælet ingeniører med opdagelser, der er egnede til industriel implementering. Men de sidste to årtier er blevet en behagelig undtagelse. To Nobelpriser og en tredje opdagelse, endnu ikke evalueret af Nobelkomiteen, skabte udsigter for ingeniører og teknologer til at arbejde i mange årtier. Og de er alle forbundet med et element - carbon.
Hvorfor er disse opdagelser så vigtige, og hvad nyt kan et så kendt kemisk element give os? Alt, hvad vi ved om kulstof, gør det til det mest interessante og vigtige element i det periodiske system. Til at begynde med opstod livet i sig selv på kulstofbasis. Kulstofatoms evne til at kombinere i komplekse strukturer har gjort det muligt for naturen at skabe proteinorganismer og indånde sindet i mennesker. Al organisk kemi, med dens overflod af nye, kunstige materialer, er baseret på komplekse carbonforbindelser med andre elementer.
Men atomisk kulstof er ikke mindre overraskende end dets forbindelser. Dette er det eneste element, der indtil videre har 8 allotropiske (forskellige) ændringer. Ordet "farvel" er ganske passende, fordi kulstof kan medføre flere overraskelser i fremtiden. For kun få årtier siden vidste vi kun to kulstofændringer: grafit og diamant.
Vi var nødt til at beskæftige os med grafit, tegne med en blyant på papir. En diamant er en spændende glans af diamanter og et symbol på rigdom. Sandt nok har udviklingen af teknologi ført til anerkendelsen af en anden egenskab ved diamant - dens uovertruffen hårdhed. Og nu, på trods af processernes kompleksitet, syntetiseres kunstige diamanter og bruges vidt i teknologi. Hårdrockboring, stenskærehjul, slibepasta - du kan længe angive anvendelserne af denne kulstofmodifikation.
Men mellem en meget hård tilstand og en meget blød tilstand ligger en afgrund. Det var overraskende, at et så vigtigt element, som al moderne kemi bygger på, kun har to sådanne antagonistiske tilstande.
Og til sidst, i det sidste århundrede, i begyndelsen af 60'erne, blev den tredje ændring af kulstof opdaget - karabin. Dette er en kæde af sammenkoblede carbonatomer. Opdagelsen blev foretaget af kemikere og modtog ikke meget resonans, da den ikke fandt praktisk anvendelse.
Og her er den næste form for kulstof - fullerener vækkede meget større interesse. Carbonatomer samlet i et sfærisk molekyle åbnede vejen til oprettelsen af helt nye materialer og forbindelser. Til åbning fulleren carbon modifikation en gruppe forskere i 1996 tildelt Nobelprisen
Allerede bruges fullerenener i den farmaceutiske industri til at skabe anticancer-medicin, i radioelektronik og i bilindustrien som tilsætningsstoffer til motorolier. Liste over applikationer er bemærkelsesværdigt bredt, men udsigterne til fremtidig brug er endnu bredere.
Yderligere opdagelser relateret til kulstof faldt som en overflødighedshorn. Lonsdaleit, fundet i meteoritter og derefter syntetiseret kunstigt, nanorør af kulstof, grafen.
Vi havde ikke tid til at mestre en allotropisk form, da to mere uventet blev føjet til den. Og disse former for kulstof vil gøre det muligt i de kommende år radikalt at ændre både kommunikationsstrukturen for menneskeheden og selve menneskelivet (læs mere om mulighederne for at bruge grafen og carbon nanorør i artiklen om grafenelektronik).
Takket være brugen af nye kulstofegenskaber er der ubegrænsede muligheder for at skabe kvantecomputere, informationstransmissionslinjer med en hastighed på mere end 100 Gbit / s, sensorer, der læser signaler fra en levende celle, og meget mere,hvad science fiction forfattere ikke drømte om.
Og ventetiden var meget kort: Udsigterne for kommerciel brug af opdagelser er så store, at snesevis af virksomheder allerede demonstrerer produktprøver, der indeholder kulstofnanorør og grafener.
Se også på elektrohomepro.com
: