uhlík a grafit
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
Moderní pohled na formy a modifikace uhlíku
Jan Grégr, Technická Univerzita v Liberci
Základní informace o uhlíku
Uhlík byl znám jako látka již v pravěku (dřevěné uhlí, saze), ale jako prvek je znám až
od druhé poloviny osmnáctého století. Mezinárodní název uhlíku “carbon” je odvozen od
latinského carbo, čímž Římané označovali dřevěné uhlí. Uhlík je se široce vyskytuje v
přírodě, ale jen dvě polymorfní modifikace byly nalezeny na Zemi jako minerály: grafit a
diamant. Elementární uhlík byl dokázán ve vesmíru: na Slunci, hvězdách, kometách a v
atmosféře planet1. Uhlík nám dává:
nejpevnější vlákna
nejlepší mazadlo (lubrikant) – grafit
nejpevnější a nejtvrdší materiál – diamant
nejlepší adsobent plynů – aktivní uhlí
nejlepší heliovou bariéru – skelný uhlík
nové objevy jako je molekula fullerenu, nanotrubice, nanopěny
Nejnovější objevy
1985
objev
fullerenů3
1991
objev uhlíkových nanotrubic (Iijima)4
1993
výroba nanotrubic ve velkém (Bethme)
1995
uhlíkové anody pro lithiové dobíjecí články
2001
monokrystaly z uhlíkových nanotrubic
2002
použití diamantu na polovodičové součástky
2002
připravena uhlíková nanopěna
2003
použití fullerenů v medicíně
2003
tranzistor z uhlíkových nanotrubic
2004
vlákno v žárovce z uhlíkových nanotrubic
2004
zjištěny paramagnetické vlastnosti uhlíkových nanopěn
Grafit a diamant jsou všeobecně známé modifikace uhlíku. Mineralogové popsali
ještě další krystalické modifikace: lonsdaleit – hexagonální diamant, objevený 1967
v Canyon Diablo v Arizoně, představuje vzácnou modifikaci diamantu mírně stlačenou podle
hexagonální osy c; světlý alotrop chaoit byl nalezen 1968 v kráteru Ries v Bavorsku;
v karelských shungitech byla zjištěna přítomnost čtverečných mikrokrystalů fulleritů;
hexagonální allotrop uhlík(VI) s hustotou cca 2,9 g.cm–3 byl uměle připraven v roce 1972 a
předpokládá se u něj částečná hybridizace atomů uhlíku sp. Uměle byly připraveny i další
modifikace grafitu s s posunutými grafenovými rovinami (CII a CVII) a dalších šest
krystalografických modifikací chaoitu (CVIII až CXIII). V moderní technické praxi se
setkáváme s řadou speciálních materiálů, proto se pokusím o jejich specifikaci nebo o
vzájemné porovnání jejich parametrů.