Zastosowanie węgla jest wyjątkowo uniwersalne, w zależności od formy alotropowej. Naukowcy od kilkudziesięciu lat są w stanie wytwarzać różne materiały węglowe charakteryzujące się niezwykłymi właściwościami, np. grafen, nanorurki węglowe. Pomimo wielu możliwości wykorzystania węgla, nikomu nie udało się zsyntetyzować stabilnego karbinu – czyli alotropowej odmiany węgla o strukturze polialkinu –(C≡C)-, w której atomy węgla tworzą łańcuchy o naprzemiennie występujących wiązaniach potrójnych i pojedynczych bądź skumulowanych wiązaniach podwójnych.
Tag Archives: grafen
Modyfikacja grafenu oparta o badania nad antyrefleksyjną budową oka… ćmy
Film grafenu, o grubości rzędu nanometrów, okazał się materiałem pochłaniającym promieniowanie świetlne znacznie bardziej niż inne stworzone do tej pory materiały. Naukowcy odkryli jak zaabsorbować światło przy użyciu praktycznie „niczego”, czyli niesamowicie cienkiej foli grafenowej. Grafen jest uważany za cudowny materiał ze względu na niezwykłą kombinację właściwości m.in.: przewodnictwo elektryczne, niezwykła wytrzymałość, elastyczność. Wśród wielu zalet grafenu, naukowcy od dawna zauważali jedną niekorzystną cechę grafenu – struktura molekularna, o grubości rzędu jednego atomu, bardzo słabo absorbuje światło.
Super-izolująca pianka do ocieplania budynków
Stworzono materiał o piankowatej strukturze, będący świetnym, a w dodatku ognioodpornym, izolatorem ciepła. Powstał przez wspólne zamrażanie nanowłókien celulozowych, tlenku grafenu i glinianych nanoprętów. Ten materiał posiada znacznie mniejsze przewodnictwo cieplne niż polistyren i poliuretany. W przeciwieństwie do wymienionych materiałów nie musi być impregnowany organicznymi środkami zmniejszającymi palność. Jest wytrzymały mechanicznie i może utrzymać znaczne obciążenie. Twórcy materiału uważają, że może być instalowany na starszych budynkach bez naruszania koncepcji architektonicznej.
Co z tym grafenem?
Grafen jest prawdopodobnie najczęściej wspominanym w mediach materiałem ostatnich lat. Od roku 2010, w którym Andre Geim i Konstantin Novoselov otrzymali nagrodę Nobla za wytworzenie go w laboratorium, mnoży się lista potencjalnych zastosowań tego bądź co bądź niezwykłego materiału. Niestety zarówno badania doświadczalne jak i teoretyczne pokazują, że rewolucja jaką użycie grafenu przeprowadzi w nauce i technologii, może nie być tak spektakularna jak się pierwotnie wydawało. W najbliższym czasie nie zanosi się na detronizację wszechobecnego w elektronice krzemu. Polem do popisu dla grafenu mogą być za to nowoczesne metody doświadczalne, które dzięki jego właściwościom mogą się stać dużo tańsze.
Prosty łańcuch atomów węgla najsilniejszym materiałem?
Odmiana węgla zwana karbinem, jest mocniejsza i sztywniejsza, niż odkryte do tej pory tworzywa. Materiał ten jest około dwa razy bardziej wytrzymały niż grafen i nanorurki węglowe.
Karbin jest łańcuchem atomów węgla połączonych przez podwójne =(C=C)n= lub na przemian pojedyncze i potrójne wiązania −(C≡C−)n. Sprawia to, że jest to prawdziwy materiał jednowymiarowy.
Nanorurki węglowe i możliwości ich zastosowania
Zespół naukowców kierowany przez Lawrence Livermore stworzył nowy rodzaj kanału jonowego. Jest on zbudowany z krótkich nanorurek węglowych. Mogą być wprowadzone do dwuwarstw błon w sztucznych i żywych komórkach. Posłużą do transportu wody, protonów, małych jonów czy DNA za pośrednictwem specjalnych porów.
Prosty i uniwersalny sposób na budowanie materiałów 3-D w przyszłości
Naukowcy z Japonii opracowali prostą technikę zwaną „dyfuzja warstwa po warstwie”. Służy ona do wbudowywania grafenu w pory trójwymiarowych substancji. Technika ta miałaby zastosowanie w urządzeniach takich jak: baterie i superkondensatory. Ich badania zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
Zniekształcony grafen prototypem elastycznych superkondensatorów
Grafen to płaska struktura, w której atomy węgla połączone są ze sobą w formie sześciokąta. Jest bardzo dobrym przewodnikiem prądu oraz wykazuje dużą odporność na rozciąganie. Dzięki tym właściwościom może znaleźć szerokie zastosowanie w elektronice czy bioinżynierii.