uhlík a grafit

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.