Quali sono le altropi del carbonio?
Il carbonio, grazie alle sue uniche proprietà di legame chimico, ha le altotropi più stabili di qualsiasi elemento. Alcuni altropi di carbonio, come grafite e diamante, si verificano naturalmente; Altri, come i nanotubi, devono essere fabbricati in laboratorio. L'abbondanza e la versatilità di Carbon lo rendono uno dei materiali più studiati nella ricerca di nanotecnologie e le sue altropi hanno una vasta gamma di proprietà utili, come elevata resistenza alla trazione e alti punti di fusione.
Il carbonio amorfo e la grafite sono le due altotropi più comuni e costituiscono la maggior parte dei composti di carbonio naturali come carbone e fuliggine. Il carbonio amorfo non ha una particolare struttura cristallina, come la maggior parte degli occhiali. Gli atomi di carbonio in grafite sono disposti a strati; Ogni strato ha forti legami che lo tengono insieme, ma gli strati non si legano fortemente e possono essere facilmente strofinati l'uno dall'altro. La grafite pirolitica pura, dove gli strati sono tutti disposti nello stesso piano, è un Materi estremamente forte e resistente al caloreAl utilizzato in ambienti ad alto stress e ad alta temperatura. La grafite conduce elettricità e può essere utilizzata come moderatore per i reattori nucleari.
Il diamante, l'altro altropio di carbonio naturale, ha una struttura cristallina rigida e intrecciata. Il diamante è una delle sostanze più difficili conosciute e viene utilizzata nell'industria per macinare e tagliare i materiali. La trasparenza e la durata del diamante lo rendono molto apprezzato come pietra preziosa e il settore dei gioielli ha trasformato il mining di diamanti in un'industria multimiliardaria. Il diamante può essere fabbricato sinteticamente da altre altropi, ma richiede temperature e pressioni estremamente elevate per formarsi.
Altre altropi più esotiche includono buckyball, nanotubi e nanofoam di carbonio. Questi si verificano naturalmente nella fuliggine e sono stati trovati in almeno una nebulosa planetaria, sebbene possano anche essere creati sinteticamente. I buckyball sono chiusi, reti di carbonio a forma di palla aOMS, che formano pentagoni ed esagoni intrecciati. I nanotubi di carbonio condividono la stessa struttura della grafite, ma invece di avere una pila di strati, un nanotubo si avvolge e si lega a se stesso, formando un lungo cilindro. I nanotubi di carbonio hanno una resistenza alla trazione molto alta, rendendoli attraenti come nuovi materiali da costruzione, sebbene non siano altrettanto forti sotto la compressione.