Karbonformái

Karbonformái vagy karbon allotrop formái a szén különböző kristályos vagy amorf szerkezeti változatai, amelyekben a szénatomok közötti kötések és elrendeződés különbözőképpen alakul. A legismertebbek közé tartozik a grafit, a gyémánt, a grafén, a fullerének, a szénnanocsövek és az amorf szén.

A grafit rétegelt szerkezetű: a szénatomok sp2-kötésekkel hexagonális hálót alkotnak, amelyet a rétegek között gyenge van der Waals kötések kapcsolnak össze. Emiatt puha, és jó hő- és elektromos vezetőképességgel rendelkezik; természetes előfordulásban gyakori. Ipari felhasználása közé tartozik a kenőanyagok és elektrolitok, valamint elektrodok készítése.

A gyémánt szénatomjai tetraéderes hálót alkotnak (sp3-kötés), emiatt rendkívül kemény és jó hővezető. Természetes gyémántok a földkéreg mélyebb rétegeiben képződnek nyomás és hő hatására; iparilag gyémántot HPHT vagy CVD módszerekkel állítanak elő.

A grafén egyetlen szén-atom vastagságú réteg, amely hexagonális rácsból áll. Rendkívül erős, kiválóan vezeti az elektront, és számos alkalmazását kutatják elektronikai és kompozit anyagokban.

A fullerének szénatomokból álló zárt héjak, leggyakrabban C60 vagy C70. Különböző kölcsönhatásokban használják, például anyagok nanoszerkezeteiben és a medicinában.

A szénnanocsövek hosszú, vékony csövek, amelyeket grafénkibontásból vagy más módszerekkel állítanak elő. Magas mechanikai szilárdságuk és kisméretű, kiváló vezetőképességük miatt fontos nanotechnológiai és elektronikai alkalmazásokban.

Az amorf szén nem kristályos, például korom vagy aktív szén. Általában alacsonyabb vezetőképességgel és változó sűrűséggel rendelkezik; számos ipari és környezeti alkalmazásban megtalálható.

Összegzésként a karbonformák sokfélesége a szén-kötések és a rácsszerkezetek változatosságában rejlik, ami a természetben és az iparban egyaránt széles körű tulajdonság- és alkalmazás-spektrumot eredményez.