ВизиЯ Интересный мир Углерод - графит, алмаз, лечение ВИЧ и не только

Неизвестный углерод

Говоря об аллотропных модификациях, нельзя пройти мимо элемента с самым большим их количеством. И речь идёт об углероде — его модификации наиболее радикально отличаются друг от друга: от мягкого к твёрдому, непрозрачного к прозрачному, дешёвого к дорогому. Давайте познакомимся с некоторыми из них.

Напомню, что под явлением аллотропии понимают существование двух и более простых веществ одного и того же химического элемента. Помимо известных каждому форм — графита и алмаза — углерод имеет более 9 аллотропных соединений. И почти каждое из них представляет интерес для современной науки.

Пепел и алмаз

Начнём с графита — черного блестящего минерала со слоистой структурой. Чтобы понять его строение, представьте себе торт наполеон из бесчисленного количества слоёв. Благодаря тому, что эти слои легко скользят относительно друг друга, графит очень мягок и используется в грифелях карандашей и в качестве смазочного материала. Также за счёт своей инертности и электропроводности из графита делают электроды и термостойкую посуду. Если в 2019 году вы посмотрели нашумевший сериал о катастрофе на ЧАЭС, то наверняка обратили внимание, что графитовые стержни также используется в ядерных реакторах.

Если от слоёного графитового пирога отделить слой толщиной в один атом, будет получено другое соединение — графен. Это по истине удивительный материал и первопроходец в мире двумерных кристаллов. Графен, представляющий плёнку толщиной всего в один атом, обладает рекордной тепло- и электропроводностью. Эти и другие качества делают его перспективным современным материалом для наноэлектроники и производства микросхем. В 2018 году из графена изготовили сверхтонкие фильтры для очистки воды и синтезированы противораковые препараты. Причем количество исследований и патентов, связанных с графеновыми материалами, растёт без остановки.

Если из листа графена сделать выкройку и свернуть её особым образом, будет получена углеродная нанотрубка. Это другая модификация углерода, исследования которой не дают покоя учёным. За счёт высокой прочности и особого строения из нанотрубок создают удивительные вещи: начиная от сверхпрочных нитей и капилляров, заканчивая искусственными мышцами и космическими лифтами.

Углеродная нанотрубка

Если вы сейчас подумаете о футбольном мяче, то вы без проблем представите структуру еще одной модификации углерода — фуллерена. Это шарообразные молекулы, число атомов в которых может варьироваться от 60 до 400. Помимо применения в качестве проводниковых материалов, фуллерены изучаются и в медицинских целях. Они являются мощнейшими антиоксидантами — веществами, препятствующими процессу окисления в живых организмах. Помимо этого, экспериментально подтверждена эффективность фуллерена в лечении ВИЧ.

Автор: Александр Войтенко
Дата:
Поделиться с друзьями: