Неочекиване особине познатог угљеника

Фундаментална наука последњих година ретко је размазила инжењере открићима погодним за индустријску примену. Али последње две деценије су постале пријатан изузетак. Две Нобелове награде и треће откриће, које Нобелов комитет још увек није ценио, створили су изгледе за инжењере и технологе током многих деценија. И сви су повезани са једним елементом - угљеник.

Зашто су ова открића толико важна и шта ново може да нам пружи тако познати хемијски елемент? Све што знамо о угљенику чини га најзанимљивијим и најважнијим елементом периодичне табеле. За почетак, живот је настао на бази угљеника. Способност атома угљеника да се комбинују у сложене структуре омогућила је природи да ствара протеинске организме и дише ум људима. Сва органска хемија, са обиљем нових, вештачких материјала, заснива се на сложеним једињењима угљеника са другим елементима.

Али атомски угљен није ништа мање изненађујући од његових једињења. Ово је једини елемент који је до сада имао 8 алотропних (различитих) модификација. Реч "збогом" сасвим је одговарајућа, јер угљеник може донети више изненађења у будућности. Пре само неколико деценија, знали смо само две модификације угљеника: графит и дијамант.

Имали смо и морамо да имамо посла са графитом, цртањем оловком на папиру. Дијамант је сјајан сјај дијаманата и симбол богатства. Тачно, развој технологије довео је до препознавања још једног својства дијаманта - његове ненадмашне тврдоће. И сада, упркос сложености процеса, вештачки дијаманти се синтетишу и широко користе у технологији. Бушење тврдог камења, точкови за резање камена, брусне пасте - дуго можете набројити употребу ове модификације угљеника.

Али између врло тешког и врло меког стања лежи понор. Било је изненађујуће да тако важан елемент на којем почива савремена хемија има само два таква антагонистичка стања.

И коначно, у прошлом веку, почетком 60-тих, откривена је трећа модификација угљеника - кабина. Ово је ланац међусобно повезаних атома угљеника. Откриће су учинили хемичари и није добио пуно одјека, јер није нашао практичну примену.

А ево и следећег облика угљеника - фуллерени изазвао много веће интересовање. Атоми угљеника састављени у сферном молекулу отворили су пут стварању потпуно нових материјала и једињења. За отварање модификација угљеника од фуллерена група научника 1996. године добила је Нобелову награду

Већ се фуллерени користе у фармацеутској индустрији за стварање лекова против рака, у радио-електроници и у аутомобилској индустрији као адитиви за моторна уља. Листа апликација је изузетно широка, али изгледи за будућу употребу још су шири.

Даљња открића везана за угљеник пала су попут рожнице. Лонсдалеит, који се налази у метеоритима и вештачки је синтетизован, угљене наноцевке, графен.

Нисмо имали времена да савладамо један алотропни облик, јер су му неочекивано додата још два. А ови облици угљеника омогућит ће у наредним годинама радикално променити комуникацијску структуру човечанства и сам људски живот (прочитајте више о изгледима за употребу графенских и угљеничних наноцевки у чланку. о графенској електроници).

Захваљујући употреби нових својстава угљеника, постоје неограничене могућности за креирање квантних рачунара, линија за пренос података брзином већом од 100 Гбит / с, сензора који читају сигнале из живе ћелије и још много тога,о чему писци научне фантастике нису сањали.

И чекање је било врло кратко: изгледи за комерцијалну употребу открића су тако велики да десетине компанија већ демонстрирају узорке производа који укључују угљеничне наноцевке и графене.