Уважаемые покупатели!

В связи с нестабильным курсом валют, просим Вас уточнять цены на импортную продукцию у наших специалистов.

Перспективные неорганические материалы на основе углерода

  • Неорганические углеродосодержащие материалы углеродный наноконуспредставляют огромный интерес. Современная наука открывает и активно исследует свойства таких материалов, как карбины, фуллерены, нанотрубки и другие. Свойства некоторых из них настолько фантастичны, что попытки наладить массовое производство этих материалов не прекращаются, несмотря на их высокую стоимость.

    Мы немного упоминали эти материалы в первой статье об углероде. Сегодня расскажем о них и их свойствах подробнее.

    Кластерные формы углерода — особый вид веществ, структура которых образует полую «конструкцию», заполненную атомами других элементов. Их обнаруживают с помощью приборов в космосе. На Земле — создают искусственно.

    Астралены — многогранная структура, составленная из нескольких графеновых листов, соединенных между собой пятиугольными структурами.

    Диуглерод — молекула, состоящая из двух атомов углерода. В естественных условиях неустойчива и на Земле не существует.

    Углеродные наноконусы — структура, которую можно представить как свернутый в конус плоский лист графена. Наноконусы могут быть полыми или заполненными другими атомами.

    Углеродная нанопена — структура из сотканных в сеть нанотрубок и кластеров.  

    Графен — двухмерная модификация углерода, состоящая из плоской кристаллической решетки толщиной в 1 атом. Представить решетку графена можно как плоскость из соединенных друг с другом шестиугольников. Особенно перспективный материал для создания различных транзисторов.

    Углеродные нанотрубки — цилиндрическая структура из свернутой в трубку плоскости или нескольких плоскостей графена (одностенные и многостенные нанотрубки). На данном этапе развития технологий длина такой трубки может достигать нескольких сантиметров, а диаметр — нескольких десятков нанометров.

    Углеродные нанотрубки — очень перспективный материал. Перечислим лишь некоторые возможные сферы применения: светодиоды, дисплеи, нейрокомпьютерные устройства и приспособления, капсулы для хранения металлов и газов; топливные элементы, транзисторы, нанопровода, «космический лифт» (в теории одностенная нанотрубка длиной в несколько километров может выдерживать вес до тонны на 1 кв.мм). Из волокон, сплетенных из нанотрубок, и парафина удалось создать для человека мышцу-протез, которая сильнее настоящей почти в сто раз.

    Лонсдейлит — кристаллическая форма углерода, подобная алмазу, но с другим способом упаковки атомов в решетке. Лонсдейлит находят в метеоритных включениях или получают искусственно. Это вещество почти вдвое тверже алмаза.

    ФуллеренКарбин — линейный полимер углерода. Цепи карбина могут быть линейными и параллельными или замыкаться в циклы. В конце XIX века немецкий ученый Байер высказал утверждение, что линейной формы углерода не существует, и лишь в 60-х годах XX века карбин был синтезирован советскими учеными. Еще 10 лет ушло на то, чтобы официальное мировое сообщество признало, что знаменитый немецкий химик ошибался.

    Карбин представляет собой мелкокристаллический порошок черного цвета с полупроводниковыми свойствами, резко увеличивающимися под влиянием света.

    Карбин уже сейчас применяется в авиации, космонавтике, электронике и электротехнике, оптике и других областях. Очень важен он для медицины. Как и силикон, карбин инертен к человеческим тканям. Из него делают неотторгаемый шовный материал, протезы кровеносных сосудов с тромборезистивными качествами, покрытия для искусственных суставов; применяют в офтальмологии.

    Фуллерены — формы углерода с молекулами в виде выпуклых пяти- и шестигранников (чтобы приблизительно понять структуру фуллерена — представьте футбольный мяч). Самым изученными фуллеренами являются С60 и С70, но существуют фуллерены, содержащие до 400 и даже больше атомов углерода.

    Получают фуллерены искусственно, сжиганием графита в электрической дуге. В природе они тоже встречаются: в морском воздухе, в некоторых видах минералов, в древних донных отложениях, в метеоритах, в космосе в газообразном и твердом виде.

    Фуллерены применяются в электронике, лазерной технике, в производстве искусственных алмазов и алмазных пленок, сверхпроводников, для улучшения свойств минеральных смазок, в огнезащитных красках, в фармацевтике для создания лекарств нового поколения, в том числе против СПИДа. Добавка фуллереновой сажи уменьшает коэффициент трения и увеличивает износостойкость тефлонов (фторопластов).

    Фуллерит — кристалл, состоящий из молекул фуллеренов.

    Наноалмазы — алмазоподобные структуры с размерами Наноалмазычастиц в единицы нанометров. Их еще называют ультрадисперсионные алмазы. Могут образовываться естественным путем, например, во время удара метеорита в углесодержащую породу. Такие наноалмазы были обнаружены на месте взрыва Тунгусского метеорита. Для практических целей их синтезируют искусственно.

    Наноалмазы применяются очень широко: в полиролях, машинных маслах, в производстве стойких покрытий в нефтедобыче, в качестве катализаторов в химпроме, для выращивания алмазных пленок для электрохимии, для очистки и выделения белков в биоанализе.

  • Написать комментарий