szénatomokból

Az „szénatomokból” kifejezés általában olyan anyagokra és szerkezetekre utal, amelyek alapját a szénatomok képezik. A szén kémiai sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy a szerves vegyületek és a modern anyagtudomány széles skáláját hozzuk létre, a legegyszerűbb szénhidrogénektől a komplex polimerekig, biológiai molekuláig és nanostruktúrákig.

A szén atomja négy kovalens kötést képes kialakítani, ami különböző hibridizációkhoz vezet (sp3, sp2, sp). Ennek megfelelően alakul ki a hosszú szénláncok, gyűrűk és hálózatok sokfélesége. A hibridizációk meghatározzák a molekula geometriait és fizikai tulajdonságait: például az alifás láncok rugalmasságát vagy a konjugált rendszerek elektronikus jellemzőit.

Az összetett karbonallotrópok közé tartozik a gyémánt (3D sp3 hálózat), a grafit és grafén (réteges sp2-hibridizáció), a fullerének és a szén nanotubulusok. Ezeknek a formáknak különböző tulajdonságai vannak: gyémánt például rendkívül kemény és szigetelő, míg grafit és grafén kiváló elektromos vezetők és jó hővezetők.

Alkalmazási területek széles skálája van: üzemanyagok és vegyipari kiinduló anyagok; polimerek és műanyagok; karbon szálas kompozitok a repülőgép- és autóiparban; grafén- és nanotubulus-alapú elektronikai eszközök, energiatároló rendszerek és katalízis. A szénatomokból történő építés az anyagtudomány egyik alapelve, amely a fenntartható technológiák és a biokémiai rendszerek megértését is támogatja.