炭素の同盟は何ですか？

炭素は、そのユニークな化学結合特性により、あらゆる要素の最も安定した同種を持っています。グラファイトやダイヤモンドなどの炭素の一部の同盟は、自然に発生します。ナノチューブなどのその他は、実験室で製造する必要があります。カーボンの豊富さと汎用性により、ナノテクノロジー研究で最も研究されている材料の1つになり、その同盟には、高い引張強度や高い融点などの幅広い有用な特性があります。

アモルファス炭素とグラファイトは2つの最も一般的な同種であり、石炭やすすなどの大部分の天然炭素化合物を構成しています。アモルファス炭素には、ほとんどのグラスのように、特定の結晶構造はありません。グラファイトの炭素原子は層で配置されています。各レイヤーには強い結合がありますが、レイヤーは強く結合せず、簡単に互いにこすり落とすことができます。層がすべて同じ平面に配置されている純粋な熱分解グラファイトは、非常に強力で耐熱性のある材料ですALは、高ストレス、高温環境で使用されています。グラファイトは電気を導入し、原子炉のモデレーターとして使用できます。

他の天然炭素同種ロープであるダイヤモンドには、剛性のある連動結晶構造があります。ダイヤモンドは、既知の最も難しい物質の1つであり、産業で材料を粉砕および切断するために使用されています。ダイヤモンドの透明性と耐久性により、それは宝石として非常に高く評価されており、ジュエリービジネスはダイヤモンドの採掘を数十億ドルの産業に変えました。ダイヤモンドは他の同種から合成的に製造できますが、形成するには非常に高い温度と圧力が必要です。

その他のよりエキゾチックな同盟には、バッキーボール、ナノチューブ、カーボンナノフォーームが含まれます。これらはすすで自然に発生し、少なくとも1つの惑星星雲で発見されていますが、合成的に作成することもできます。バッキーボールは、炭素のボール型のネットワークを閉じています五角形とヘキサゴンを形成するOMS。カーボンナノチューブはグラファイトと同じ構造を共有していますが、層のスタックを持つ代わりに、ナノチューブが包み込み、それ自体と結合し、長いシリンダーを形成します。カーボンナノチューブは非常に高い引張強度を持ち、圧縮下ではそれほど強くはありませんが、新しい建設資材と同じくらい魅力的です。