Ciri-ciri yang tidak dijangka adalah karbon biasa

Sains asas dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah jarang jurutera rosak dengan penemuan yang sesuai untuk pelaksanaan industri. Tetapi dua dekad yang lalu telah menjadi pengecualian yang menyenangkan. Dua Hadiah Nobel dan penemuan ketiga, yang belum dihargai oleh Jawatankuasa Nobel, mewujudkan prospek jurutera dan teknolog untuk bekerja selama beberapa dekad. Dan mereka semua dikaitkan dengan satu elemen - karbon.

Kenapa penemuan ini begitu penting dan apa yang baru boleh seperti elemen kimia biasa yang memberi kita? Semua yang kita tahu mengenai karbon menjadikannya unsur yang paling menarik dan penting dalam jadual berkala. Untuk bermula, kehidupan itu sendiri timbul berdasarkan asas karbon. Keupayaan atom karbon untuk bergabung dalam struktur yang rumit telah membolehkan alam untuk mencipta organisma protein dan menghidupkan minda kepada manusia. Semua kimia organik, dengan banyak bahan buatan baru, adalah berdasarkan senyawa karbon yang kompleks dengan unsur-unsur lain.

Tetapi karbon atom tidak kurang mengejutkan daripada sebatiannya. Ini adalah satu-satunya elemen yang setakat ini telah diubahsuai 8 allotropic (pelbagai). Perkataan "bye" agak sesuai, kerana karbon boleh membawa lebih banyak kejutan pada masa akan datang. Hanya beberapa dekad yang lalu, kami hanya mengetahui dua pengubahsuaian karbon: grafit dan berlian.

Kami mempunyai dan harus berurusan dengan grafit, melukis dengan pensil di atas kertas. Berlian adalah kecemerlangan berlian yang menggembirakan dan simbol kekayaan. Benar, perkembangan teknologi telah membawa kepada pengiktirafan harta berlian yang lain - kekerasan yang sukar ditandingi. Dan sekarang, walaupun kerumitan proses, berlian tiruan disintesis dan digunakan secara meluas dalam teknologi. Penggerudian batu keras, roda pemotongan batu, pasta pengisar - anda boleh menyenaraikan penggunaan pengubahsuaian karbon ini.

Tetapi antara keadaan yang sangat keras dan keadaan yang sangat lembut terletak jurang. Ia menghairankan bahawa elemen penting di mana semua kimia moden berasaskan hanya mempunyai dua keadaan antagonistik seperti itu.

Dan akhirnya, pada abad yang lalu, pada permulaan tahun 60-an, pengubahsuaian karbon ketiga telah ditemui - karbin. Ini adalah rangkaian atom karbon yang saling berkaitan. Penemuan ini dibuat oleh ahli kimia, dan tidak menerima banyak resonansi, kerana ia tidak menemui aplikasi praktikal.

Dan inilah bentuk seterusnya karbon - fullerenes membangkitkan minat yang lebih besar. Atom karbon yang dipasang ke dalam molekul sfera membuka jalan kepada penciptaan bahan dan sebatian yang sama sekali baru. Untuk pembukaan pengubahsuaian karbon sepenuhnya sekumpulan saintis pada 1996 menganugerahkan Hadiah Nobel

Sudah, fullerenes digunakan dalam industri farmaseutikal untuk membuat dadah anti-kanser, dalam elektronik radio, dan dalam industri automotif sebagai bahan tambahan untuk minyak motor. Senarai aplikasi amat luas, tetapi prospek untuk kegunaan masa depan lebih luas.

Penemuan selanjutnya yang berkaitan dengan karbon jatuh seperti kornoid. Lonsdaleit, yang ditemui dalam meteorit dan kemudian disintesis secara buatan, nanotube karbon, graphene.

Kami tidak mempunyai masa untuk menguasai satu bentuk allotropic, kerana dua lagi tidak disangka-sangka. Dan bentuk karbon ini akan memungkinkan dalam tahun-tahun akan datang untuk secara radikal mengubah struktur komunikasi manusia dan kehidupan manusia sendiri (baca lebih lanjut mengenai prospek untuk menggunakan graphene dan nanotube karbon dalam artikel mengenai graphene electronics).

Terima kasih kepada penggunaan sifat-sifat karbon baru, terdapat kemungkinan yang tidak terhad untuk mewujudkan komputer kuantum, talian penghantaran maklumat dengan kelajuan lebih dari 100 Gbit / s, sensor yang membaca isyarat dari sel hidup, dan banyak lagi,apa yang penulis fikir sains fiksyen tidak bermimpi.

Dan ia tidak perlu menunggu lama: prospek penggunaan komersil penemuan begitu besar sehingga berpuluh-puluh syarikat sudah menunjukkan contoh produk yang termasuk nanotube karbon dan graphen.