Графен и другие аллотропные формы углерода



Скачать 18,04 Kb.
Дата01.12.2019
Размер18,04 Kb.

ГРАФЕН И ДРУГИЕ АЛЛОТРОПНЫЕ ФОРМЫ УГЛЕРОДА

Нырков Н.Ю.
Руководитель – доцент, к.ф.-м.н. Глухова Ж.Л.

Донецкий национальный технический университет, г. Донецк

Углерод – вещество с самым большим числом аллотропных модификаций, причем в природе, пожалуй, больше не найдется таких абсолютно разных аллотропных форм одного и того же элемента. Аллотропы углерода по своим свойствам радикально отличаются друг от друга: от мягкого к твёрдому, непрозрачного к прозрачному, абразивного к смазочному, недорогого к дорогому. Именно поэтому всевозможные модификации углерода применяются в различных сферах деятельности, а еще мало изученные его формы могут перевернуть современные технологии. Одной из таких модификаций углерода является графен.

Графеном называют двумерную аллотропную модификацию углерода, образованную слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. Графен – революционный материал двадцать первого столетия. Это самый прочный, самый легкий и электропроводящий вариант углеродного соединения. Одно из наиболее возможных его применений – замена кремния в современных полупроводниках. В размерах меньше 10нм кремний перестает существовать как кристалл. Графен может использоваться как проводник (почти прозрачные проводящие электроды и покрытия), как конструкционный материал, для хранения водорода (графан).



Производной от графена можно считать углеродные нанотрубки. Нанотрубка представляет собой полую цилиндрическую структуру диаметром от десятых до нескольких десятков нанометров и длиной от одного микрометра до нескольких сантиметров. Эти структуры состоят из одной или нескольких свёрнутых в трубку графеновых плоскостей. Уже существуют технологии, позволяющие сплетать углеродные трубки в нити неограниченной длины. Нанотрубки могут применяться для создания нового поколения сенсоров, биочипов, микропроцессоров, а также возможно их применение при создании нанокомпозитов.

Главная проблема широкого использования графена и материалов на его основе связана с тем, что их производство возможно пока исключительно в лабораторных условиях. Однако высокий коэффициент прочности, превосходные тепло- и электропроводимости и прочие уникальные свойства делают из графена и других аллотропных модификаций углерода материалы, за которыми будет стоять век новых технологий и открытий.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница