Transcript Modifikace uhlíku

Uhlík nám dává:
• Nejpevnější a nejtvrdší materiál –diamant
a lonsdaleit
• Nejlepší lubrikant –grafit
• Nejlepší adsorbent plynů –aktivní uhlí
• Nejpevnější vlákna –vlákna uhlíková
• Nové objevy jako jsou molekuly fullerenů,
nanotrubice atd.
Modifikace uhlíku
Grafit - (starší název tuha) Struktura grafitu se
skládá z vrstev, které jsou tvořeny uhlíky navázanými
do šestiúhelníků
Diamant - je tvořen uhlíkem krystalizujícím v
soustavě krychlové a je nejtvrdším a velmi cenným
přírodním nerostem
Lonsdaleit- též zvaný "šesterečný diamant", je
velmi řídce se vyskytující modifikací uhlíku.
Fullereny - označují nově objevené sférické
molekuly, složené z pěti nebo častěji šestičlenných
kruhů atomů uhlíku
Uhlíkové nanotrubice - jsou uměle vyrobené
mikroskopické trubičky složené z atomů uhlíku o
tloušťce pouhých několika nanometrů.
Grafen - je forma uhlíku podobná grafitu. Tvoří jej
rovinná síť několika vrstev vzájemně propojených
atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků.
Nanopěna - Mikrostruktura, jež se vytvořila po
zahřátí na teplotu 10 000 °C, připomíná jakési
vzájemně pospojované sítě uhlíkových trubiček, 5
nm dlouhých.
Grafit
•
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:GraphiteUSGOV.jpg
http://web.natur.cuni.cz/ugmnz/mineral/min
eral/gifv/grafit_1.gif
Použití grafitu
• Grafit se používá jako tuha v
psacích potřebách.
• Z grafitu se vyrábí elektrody,
žáruvzdorné zboží a kluzné plochy
ložisek.
• Grafit se používá i jako moderátor do
jaderných reaktorů.
Diamant
Použití diamantu
• Nejznámější je využití diamantů ve
šperkařství.
• Velmi významné je využití diamantů v
průmyslu. Vyrábějí se z nich řezné, vrtné a
brusné nástroje, prášky a pasty. Pro tento
účel se využívají diamanty pro šperkařství
bezcenné (špatná barva, špatná čistota),
diamantový prach a průmyslově vyráběné
diamanty.
Lonsdaleit
Lonsdaleit
• Lonsdaleit někdy vzniká při dopadu
uhlíkových meteoritů na zemský povrch,
nitridoborový wurtzit se může vytvořit za
extrémních podmínek sopečných erupcí.
• Tvrdší než běžný diamant , uhlík
krystalizující v hexagonální soustavě.
• Mohl by se tedy uplatnit pro výrobu hrotů
řezných a vrtných nástrojů.
Fullereny
http://fulleren.navajo.cz/fulleren-4.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Ful
lereny.jpg
Použití fullerenů
• Mezi nejdůležitější vlastnosti patří jejich
supravodivost.
• Ukázalo se, že je možno vytvářet sloučeniny
C60 s alkalickými kovy, které jsou
supravodivé při teplotách 18 K i vyšších.
• Dalším perspektivním oborem, kde se dá
předpokládat jejich využití, je lékařství. Např.
by je šlo využít jako léčiva na AIDS.
Uhlíkové nanotrubice
Použití nanotrubic
• Uhlikové nanotrubice se využívají např. v
elektrotechnice.
• Mohou sloužit jako výborné vodiče, neboť
se v nich mohou elektrony pohybovat
téměř volně, odpor nanotrubic je velmi
malý a téměř nezávisí na její délce.
Grafen
Použití grafenu
• Kromě elektrické vodivosti je také grafen propustný pro
světlo, takže se dá využít při výrobě displejů a
fotovoltaických článků. Může tak nahradit stávající
zařízení z tenkých vrstviček oxidů kovů. Displej z
grafenu je navíc pevnější než doposud vyráběné z oxidu
india a cínu.
• Díky polovodivosti a tloušťce síťky pouhý jeden atom je
možné z grafenu vyrobit tranzistory, které jsou teoreticky
schopné pracovat až do frekvence 1 THz. Navíc je lze
skládat do velice kompaktních celků. Díky těmto
vlastnostem se do budoucna počítá s využitím grafenu v
mikroprocesorech a pamětech.
Nanopěna
Použití nanopěny
• Na nanopěně jsou nejzajímavější její
magnetické vlastnosti. Je totiž přitahována
magnety. Zvláštní také je, že po několika
hodinách při pokojové teplotě své magnetické
vlastnosti ztratí. Je polovodivá a vzhledem ke
své nízké hustotě (pouze 0,02 g/cm3 také velmi
špatně vede teplo.
• Tyto vlastnosti by údajně mohly být vhodně
využity v medicíně. Vstříknutím nanopěny no
krevního oběhu by se dosáhlo zvýraznění míst
kudy proudí krev při magnetické rezonanci.
Nobelovy ceny
• Za objev a studium vlastností fullerenů
byla v roce 1996 udělena Nobelova cena
za chemii Robertu F. Curlovi a Richardu E.
Smalleymu a Haroldu W. Krotoovi.
• Nobelova cena za fyziku 2010 patří
vědcům Andremu Geimovi a Konstantinu
Novoselovovi za objev a bádání spojená
s grafenem
Uhlík je prostě všude