کربن (ج)یک عنصر شیمیایی با خصوصیات و فرم های مختلف منحصر به فرد {{0} بسته به آلوتروپ های مختلف آن (مانند گرافیت ، الماس ، فولرن ، نانولوله های کربن و غیره .) ، خصوصیات کربن می تواند متفاوت باشد . در زیر خصوصیات اصلی کربن است:
1. خواص شیمیایی
ثبات شیمیایی: کربن از پایداری شیمیایی خوبی برخوردار است و به راحتی با سایر عناصر واکنش نشان نمی دهد ، به خصوص در دمای اتاق.} عمدتا با اکسیژن ، هیدروژن ، نیتروژن و سایر عناصر واکنش نشان می دهد تا ترکیبات مختلف. ایجاد شود
توانایی اکسید کننده: در دماهای بالا ، کربن به راحتی با اکسیژن واکنش نشان می دهد تا دی اکسید کربن (CO₂) یا مونوکسید کربن (CO) {{0}
واکنش با هیدروژن: کربن می تواند با هیدروژن ترکیب شود تا هیدروکربن ها تشکیل شود ، مانند متان (ch₄) {{0}
2. خصوصیات فیزیکی
سختی: سختی کربن به فرم آن بستگی دارد . به عنوان مثال ، الماس ، یکی از سخت ترین مواد طبیعی ، بسیار سخت است ، در حالی که گرافیت بسیار نرم است و می تواند به عنوان روان کننده. استفاده شود
نقطه ذوب: الماس دارای نقطه ذوب بسیار بالا ، در حدود 3550 درجه است ، در حالی که گرافیت دارای نقطه ذوب پایین تر از 3650 درجه است ، اگرچه هنوز هم ثبات با دمای بالا {3.
هدایت الکتریکی: گرافیت و فولرن از هدایت الکتریکی خوبی برخوردار هستند و در باتری ها ، مواد رسانا و غیره استفاده می شود.
هدایت حرارتی: الماس بالاترین هدایت حرارتی از هر ماده شناخته شده را دارد ، در حالی که گرافیت نیز دارای هدایت حرارتی خوبی است و آن را برای برنامه های اتلاف گرما مناسب می کند .
تراکم: الماس دارای چگالی حدود 3. 5 گرم در سانتی متر مربع است ، در حالی که گرافیت چگالی کمتری از 2.2 گرم در سانتی متر دارد.
3. تطبیق
الماس: الماس آلوتروپ کربن با ساختار اتمی سه بعدی بسیار منظم است و به آن سختی ، شفافیت و هدایت حرارتی را به آن می بخشد.
گرافیت: در گرافیت ، اتم های کربن به صورت لایه ها تنظیم می شوند ، با نیروهای ضعیف ون der Waals لایه ها را در کنار هم نگه می دارند . این باعث هدایت الکتریکی خوب گرافیت ، خصوصیات روانکاری و سختی کم می شود {1.}}}}}}}
فولرین: Fullerene یک شکل مولکولی کربن با ساختارهای کروی یا حلقه ای است.} دارای خواص شیمیایی منحصر به فرد و کاربردهای بالقوه است ، مانند در نانوتکنولوژی {{2}
نانولوله های کربن: نانولوله های کربن از استحکام بسیار بالایی ، هدایت الکتریکی عالی و کاربردهای بالقوه گسترده در فناوری نانو ، الکترونیک و علوم مواد .
4. خصوصیات مکانیکی
قدرت: الماس یک ماده بسیار سخت است ، که به طور گسترده در ابزارهای برش ، بیت های مته و غیره استفاده می شود . گرافیت ، از طرف دیگر ، شکننده تر است و در روان کننده ها و کاربردهای برقی استفاده می شود .
ارتجاعی: گرافیت از انعطاف پذیری خوبی برخوردار است و می تواند در محدوده خاصی تغییر شکل دهد ، و آن را در روان کننده ها و مواد باتری . مفید می کند
5. ثبات حرارتی
مقاومت در برابر درجه حرارت بالا: الماس از پایداری حرارتی بسیار بالایی برخوردار است و می تواند ساختار خود را حتی در محیط های درجه حرارت بالا حفظ کند-گرافیت. در دماهای بالا پایدار است و به طور گسترده در تجهیزات با درجه حرارت بالا استفاده می شود ، مانند کوره های قوس الکتریکی {3.
انبساط حرارتی: گرافیت ضریب گسترش حرارتی کم دارد ، که به آن ثبات ابعادی خوبی در محیط های درجه حرارت بالا می بخشد .
6. سازگاری بیولوژیکی
غیر سمی: کربن یک عنصر اساسی در موجودات زنده است ، که در تمام فرآیندهای زندگی (مانند کربوهیدرات ها ، چربی ها و پروتئین ها) دخیل است.
قابلیت تجزیه و تحلیل زیستی: مواد مبتنی بر کربن به طور معمول تخریب پذیر هستند ، به خصوص هنگامی که در فرم های آلی. وجود دارد
7. برنامه
میدان انرژی: کربن به عنوان سوخت (مانند ذغال سنگ و نفت) و در باتری ها (e . g .} ، گرافیت در باتری های لیتیوم یون استفاده می شود)
علم مواد: الماس و گرافیت به طور گسترده ای در ابزارهای برش ، دستگاه های الکترونیکی و برنامه های مدیریت گرما . استفاده می شود
داروهای دارویی و بیوتکنولوژی: نانولوله های فولرن و کربن کاربردهای مربوط به تحویل دارو ، فناوری نانو و نشانگرهای بیولوژیکی {{0}
الکترونیک: گرافیت در باتری ها ، الکترودها ، مواد رسانا و غیره. استفاده می شود ، در حالی که از نانولوله های کربن برای تولید مواد کامپوزیت با مقاومت بالا و الکتریکی استفاده می شود {{2}
در نتیجه ، خواص کربن بسته به آلوتروپ های آن متفاوت است ، که آن را به یک عنصر بسیار متنوع با برنامه های گسترده در زمینه های مختلف . تبدیل می کند
