101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 33 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

перестраивают свою структуру. Нанотрубки обладают важными для практического

использования свойствами: они способны проводить ток очень высокой плотности,

менять свои свойства при присоединении (адсорбции) других атомов и молекул,

испускать электроны со своих концов при низких температурах (холодная электронная

эмиссия) и т.д. Поэтому во всем мире ведутся интенсивные исследования их свойств, что

расширяет область их практического использования.

Вопрос 37. Какие углеродные материалы существуют?

Углерод является неметаллическим химическим элементом IVA подгруппы (C, Si,

Ge, Sn, Pb) периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Поэтому у углерода 4

валентных электрона. Он широко распространен, составляет основу живой природы, но

содержание его в земной коре всего 0,19%. Д. И. Менделеев писал, что «ни в одном из

элементов такой способности к усложнению не развито в такой мере, как в углероде».

Способность атомов одного химического элемента соединяться друг с другом

различными способами, образуя различные пространственные конфигурации, называется

аллотропией.

Углерод в полной мере обладает этим свойством. Действительно, у углерода четыре

аллотропические модификации – алмаз (рис.18а), графит (рис.18b), карбин и фуллерен. В

последние годы обнаружены новые модификации углерода: фуллерены, углеродные

нанотрубки, графен, уникальные свойства которых открывают большие возможности в

области нанотехнологий.

Рис. 18. Кристаллическая структура алмаза (а) и графита (b)

У алмаза все четыре валентных электрона атомов углерода образуют высокопрочные

ковалентные связи С–С. Их трудно разорвать. Поэтому у него отсутствуют электроны

проводимости, и он относится к диэлектрикам. По этой же причине алмаз обладает

исключительной твердостью и высокой температурой плавления (3550

C).