allotropes ของคาร์บอนคืออะไร?

คาร์บอนเนื่องจากคุณสมบัติพันธะเคมีที่เป็นเอกลักษณ์มี allotropes ที่มีความเสถียรที่สุดขององค์ประกอบใด ๆคาร์บอนบางส่วนเช่นกราไฟท์และเพชรเกิดขึ้นตามธรรมชาติอื่น ๆ เช่นท่อนาโนจะต้องผลิตในห้องปฏิบัติการความอุดมสมบูรณ์ของคาร์บอนและความเก่งกาจทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุที่ศึกษามากที่สุดในการวิจัยนาโนเทคโนโลยีและ allotropes มีคุณสมบัติที่มีประโยชน์หลากหลายเช่นความแข็งแรงแรงดึงสูงและจุดหลอมเหลวสูง

คาร์บอนอสัณฐานและกราไฟท์เป็นสอง allotropes ที่พบบ่อยที่สุดและพวกเขาประกอบไปด้วยสารประกอบคาร์บอนธรรมชาติส่วนใหญ่เช่นถ่านหินและเขม่าคาร์บอนอสัณฐานไม่มีโครงสร้างผลึกโดยเฉพาะเช่นแว่นตาส่วนใหญ่อะตอมคาร์บอนในกราไฟท์ถูกจัดเรียงเป็นชั้นแต่ละเลเยอร์มีพันธะที่แข็งแกร่งจับมันไว้ด้วยกัน แต่เลเยอร์ไม่ผูกมัดอย่างรุนแรงและพวกเขาสามารถถูกันได้อย่างง่ายดายกราไฟท์ไพโรไลติกบริสุทธิ์ที่ชั้นทั้งหมดถูกจัดเรียงในระนาบเดียวกันเป็นวัสดุที่ทนต่อความร้อนที่แข็งแกร่งมากที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูงและอุณหภูมิสูงกราไฟท์ดำเนินการไฟฟ้าและสามารถใช้เป็นผู้ดูแลสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

เพชร, คาร์บอนตามธรรมชาติอื่น ๆ มีโครงสร้างผลึกที่เชื่อมโยงกันไดมอนด์เป็นหนึ่งในสารที่ยากที่สุดที่รู้จักและใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อบดและตัดวัสดุความโปร่งใสและความทนทานของเพชรทำให้มันมีค่าสูงในฐานะอัญมณีและธุรกิจเครื่องประดับได้เปลี่ยนการขุดเพชรให้กลายเป็นอุตสาหกรรมหลายพันล้านดอลลาร์เพชรสามารถผลิตได้จาก allotropes อื่น ๆ แต่ต้องใช้อุณหภูมิและแรงกดดันที่สูงมากในการก่อตัว

อื่น ๆ allotropes แปลกใหม่มากขึ้น ได้แก่ บัควี่บอล, นาโนทิวบ์และคาร์บอนนาโนโฟมสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในเขม่าและพบได้ในเนบิวลาดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวงแม้ว่าพวกเขาจะสามารถสร้างได้Buckyballs ถูกปิดเครือข่ายรูปลูกบอลของอะตอมคาร์บอนซึ่งก่อตัวเป็นเพนทาอนและเฮกซ์กอนท่อนาโนคาร์บอนแบ่งปันโครงสร้างเดียวกันกับกราไฟท์ แต่แทนที่จะมีเลเยอร์สแต็กนาโนทิวบ์ล้อมรอบและผูกติดกับตัวเองสร้างกระบอกสูบยาวท่อนาโนคาร์บอนมีความต้านทานแรงดึงสูงมากทำให้พวกเขาน่าสนใจเหมือนวัสดุก่อสร้างใหม่แม้ว่าจะไม่ได้รับการบีบอัดที่แข็งแกร่งเกือบเท่ากัน