Proprietà inattese di carbonio familiare

La scienza fondamentale negli ultimi anni ha raramente rovinato gli ingegneri con scoperte adatte all'implementazione industriale. Ma gli ultimi due decenni sono diventati una piacevole eccezione. Due premi Nobel e una terza scoperta, non ancora valutata dal Comitato Nobel, hanno creato prospettive per ingegneri e tecnici per lavorare per molti decenni. E sono tutti associati a un elemento - carbonio.

Perché queste scoperte sono così importanti e quali novità ci può dare un elemento chimico così familiare? Tutto ciò che sappiamo sul carbonio lo rende l'elemento più interessante e importante della tavola periodica. Per cominciare, la vita stessa è nata su una base di carbonio. La capacità degli atomi di carbonio di combinarsi in strutture complesse ha permesso alla natura di creare organismi proteici e respirare la mente nell'uomo. Tutta la chimica organica, con la sua abbondanza di nuovi materiali artificiali, si basa su composti complessi di carbonio con altri elementi.

Ma il carbonio atomico non è meno sorprendente dei suoi composti. Questo è l'unico elemento che ha finora 8 modifiche allotropiche (varie). La parola "ciao" è abbastanza appropriata, perché il carbonio può portare più sorprese in futuro. Solo qualche decennio fa, conoscevamo solo due modifiche al carbonio: grafite e diamante.

Abbiamo avuto e abbiamo a che fare con la grafite, disegnando con una matita su carta. Un diamante è una brillantezza esilarante di diamanti e un simbolo di ricchezza. È vero, lo sviluppo della tecnologia ha portato al riconoscimento di un'altra proprietà del diamante: la sua durezza insuperabile. E ora, nonostante la complessità dei processi, i diamanti artificiali sono sintetizzati e ampiamente utilizzati nella tecnologia. Foratura di pietre dure, mole da taglio, paste abrasive: è possibile elencare a lungo gli usi di questa modifica del carbonio.

Ma tra uno stato molto duro e uno stato molto morbido si trova un abisso. È stato sorprendente che un elemento così importante su cui si basa tutta la chimica moderna abbia solo due stati antagonistici.

E infine, nell'ultimo secolo, all'inizio degli anni '60, fu scoperta la terza modifica del carbonio: carabina. Questa è una catena di atomi di carbonio interconnessi. La scoperta fu fatta dai chimici e non ricevette molta risonanza, poiché non trovò applicazione pratica.

Ed ecco la prossima forma di carbonio - fullereni ha suscitato un interesse molto maggiore. Gli atomi di carbonio assemblati in una molecola sferica hanno aperto la strada alla creazione di materiali e composti completamente nuovi. Per l'apertura modifica del carbonio fullerene un gruppo di scienziati nel 1996 ha assegnato il Premio Nobel

Già, i fullereni vengono utilizzati nell'industria farmaceutica per creare farmaci anticancro, nell'elettronica radio e nell'industria automobilistica come additivi per oli motore. L'elenco delle applicazioni è notevolmente ampio, ma le prospettive per un uso futuro sono ancora più ampie.

Ulteriori scoperte legate al carbonio caddero come una cornucopia. Lonsdaleit, trovato nei meteoriti e successivamente sintetizzato artificialmente, nanotubi di carbonio, grafene.

Non abbiamo avuto il tempo di padroneggiare una forma allotropica, poiché altre due sono state aggiunte inaspettatamente ad essa. E queste forme di carbonio consentiranno nei prossimi anni di cambiare radicalmente sia la struttura di comunicazione dell'umanità che la stessa vita umana (leggi di più sulle prospettive per l'uso di grafene e nanotubi di carbonio nell'articolo sull'elettronica del grafene).

Grazie all'utilizzo di nuove proprietà del carbonio, ci sono possibilità illimitate per la creazione di computer quantistici, linee di trasmissione di informazioni con una velocità superiore a 100 Gbit / s, sensori che leggono segnali da una cellula vivente e molto altro,ciò che gli scrittori di fantascienza non sognavano.

E non ci volle molto ad aspettare: le prospettive per l'uso commerciale delle scoperte sono così grandi che dozzine di aziende stanno già dimostrando campioni di prodotti che includono nanotubi di carbonio e grafeni.

Comments

[#1 residente a Tver]

Buon pomeriggio
Un po 'fuori tema, ma ho ancora bisogno di qualche consiglio. La situazione è la seguente: riparazioni effettuate nell'appartamento. Il cavo VVG-Ng 3 * 4 mm è stato posato per il forno. Alla fine della riparazione, al momento di ordinare la cucina, ho scoperto che i forni si sono rivelati dotati di prese "ordinarie" da 16A con messa a terra. Pertanto, è necessaria una presa da 16 A. MA! Sfortunatamente, ho notato che quasi tutte le prese da 16A sono progettate per cavi con una sezione trasversale di 2,5 mm e ho 4 mm.
Si prega di avvisare una presa di alta qualità che consente di collegare conduttori con una sezione di 4 mm nella mia situazione.

[#2]

Quindi prendi solo il connettore madre-madre da 32 amp. Che è installato su stufe elettriche monofase. E cambia sia la spina che la presa.