<<   <   1   2   3   4   5   >   >>

КАРБОН

Carboneum

6 Карбон
C 12,011
[He]2s22p2

 

 

 

 

 

 

 

ВИКОРИСТАННЯ.

 

У фармакології та медицині широко використовуються різні сполуки Карбону — похідні вугільної кислоти та карбонових кислот, різні гетероцикли, полімери та інші сполуки. Так, карболен (активоване вугілля), застосовується для абсорбції та виведення з організму різних токсинів; графіт (у вигляді мазей) — для лікування шкірних захворювань; радіоактивні ізотопи вуглецю — для наукових досліджень (радіовуглецевий аналіз). Вуглець є основою всіх органічних речовин. Будь-який живий організм складається в значній мірі з вуглецю. Джерелом вуглецю для живих організмів зазвичай є СО2 з атмосфери або води. У результаті фотосинтезу він потрапляє в біологічні харчові ланцюги, в яких живі істоти поїдають один одного або останки один одного і тим самим здобувають вуглець для будівництва власного тіла. Біологічний цикл вуглецю закінчується або окисненням і поверненням в атмосферу, або похованням у вигляді вугілля або нафти.

 

     sp3 форми:
         алмаз
         лонсдейліт (гексагональний алмаз)
     sp2 форми
         графіт
         графен
         фулерени
         нанотрубки

         нановолокна
         астралени
         скловуглець
     sp форми
         карбін
     Змішані sp3/sp2 форми
         аморфний вуглець
         нанобруньки
         вуглецева нанопіна
 

 

АЛМАЗ

Огранений алмаз (діамант) вже багато століть є найпопулярнішим і найдорожчим дорогоцінним каменем. У той час як ціна інших дорогоцінних каменів визначається модою і постійно міняється, алмаз залишається острівцем стабільності на бурхливому ринку коштовностей. В значній мірі таке стійке положення алмазу обумовлено високою монополізацією цього ринку. Фірма «Де Бірс», на частку якої припадає близько 50% світового видобутку, розробляє родовища Ботсвани, ПАР, Намібії та Танзанії. Переважна частина (за вартістю) природних алмазів використовується для виробництва діамантів.

 

Діаманти.

КАРАТ

 

ЗНАМЕНИТІ АЛМАЗИ.

Виняткова твердість алмазу знаходить своє застосування в промисловості: його використовують для виготовлення ножів, свердел, різців і тому подібних виробів. Потреба в алмазі для промислового застосування змушує розширювати виробництво штучних алмазів. Останнім часом проблема вирішується за рахунок кластерного та іонно-плазмового напилення алмазних плівок на ріжучі поверхні. Алмазний порошок (як відхід при обробці природного алмазу, так і отриманий штучно) використовується як абразив для виготовлення ріжучих і точильних дисків, кіл і т. д.

 

Алмазний інструмент.

 

Також застосовуються в квантових комп'ютерах, в годинникової та ядерної промисловості.

Вкрай перспективним є розвиток мікроелектроніки на алмазних підкладках. Вже є готові вироби, що володіють високою термо- і радіаційною стійкістю. Також перспективним є використання алмазу, як активного елементу мікроелектроніки, особливо в потужнострумовій і високовольтній електроніці через велике значення величини пробивної напруги і високої теплопровідності.

 

ЛОНСДЕЙЛІТ (ГЕКСАГОНАЛЬНИЙ АЛМАЗ)

Поки на практиці не використовується, оскільки виявлено мізерні кількості вуглецю в цій формі.

 

ГРАФІТ

Використання графіту засноване на ряді його унікальних властивостей.

  • для виготовлення плавильних тиглів, футерувальних плит - застосування засноване на високій температурній стійкості графіту (за відсутності кисню), на його хімічної стійкості до цілого ряду розплавлених металів

  • електродів, нагрівальних елементів - завдяки високій електропровідності і хімічної стійкості до практично будь-яких агресивних водних розчинів (набагато вище, ніж у благородних металів).

  • Для отримання хімічно активних металів методом електролізу розплавлених сполук. Зокрема, при отриманні алюмінію використовуються відразу дві властивості графіту:

  1. Хороша електропровідність, і як наслідок - його придатність для виготовлення електрода

  2. Газоподібні продукти реакції, що протікає на електроді - це вуглекислий газ. Газоподібних продуктів означає, що він виходить з електролізера сам, і не вимагає спеціальних заходів по його видаленню з зони реакції. Це властивість істотно спрощує технологію виробництва алюмінію.

  • твердих мастильних матеріалів, в комбінованих рідких і пастоподібних мастилах

  • наповнювач пластмас

  • сповільнювач нейтронів в ядерних реакторах

  • компонент складу для виготовлення стрижнів для чорних графітових олівців (в суміші з каоліном)

Простий олівець із графітовим стрижнем.

  • для одержання синтетичних алмазів

  • для виготовлення контактних щіток і струмознімачів для різноманітних електричних машин, електротранспорту і мостових підйомних кранів з тролейні харчуванням, потужних реостатів, а також інших пристроїв, де потрібно надійний рухомий електричний контакт.

  • як струмопровідний компонент високоомних струмопровідних клеїв.

 

ГРАФЕН

Графен на даний час не має практичного використання, оскільки це порівняно новий матеріал. Проте, є перспективи його використання.

 

Вважається, що на основі графену можна сконструювати балістичний транзистор. У березні 2006 року група дослідників з технологічного інституту штату Джорджія заявила, що ними був отриманий польовий транзистор на графені, а також квантово-інтерференційний прилад. Дослідники вважають, що завдяки їх досягненням незабаром з'явиться новий клас графенової наноелектроніки з базовою товщиною транзисторів до 10 нм. Цей транзистор володіє великим струмом витоку, тобто не можна розділити два стани із закритим і відкритим каналом.

Використовувати безпосередньо графен при створенні польового транзистора без струмів витоку не представляється можливим через відсутність забороненої зони в цьому матеріалі, оскільки не можна домогтися істотної різниці в опорі при будь-яких прикладених напругах до затвора, тобто не виходить задати два стани, придатних для двійкової логіки: проводить і непроводящее. Спочатку потрібно створити яким-небудь чином заборонену зону достатньої ширини при робочій температурі (щоб термічно збуджені носії давали малий внесок у провідність). Один з можливих способів запропонований в роботі [5]. У цій статті пропонується створити тонкі смужки графену з такою шириною, щоб завдяки квантово-розмірного ефекту ширина забороненої зони була достатньою для переходу у діелектричне стан (закритий стан) приладу при кімнатній температурі (28 меВ відповідає ширині смужки 20 нм). Завдяки високій рухливості (мається на увазі, що рухливість вище, ніж в кремнії, використовуваному в мікроелектроніці) 104 см ² · В-1 · с-1 швидкодія такого транзистора буде помітно вище. Незважаючи на те, що цей пристрій вже здатне працювати як транзистор, затвор до нього ще не створений.

Інша область застосування полягає у використанні графена в якості дуже чутливого сенсора для виявлення окремих молекул хімічних речовин, приєднаних до поверхні плівки. У цій роботі досліджувалися такі речовини, як NH3, CO, H2O, NO2. Сенсор розміром 1 мкм × 1 мкм використовувався для детектування приєднання окремих молекул NO2 до графену. Принцип дії цього сенсора полягає в тому, що різні молекули можуть виступати як донори і акцептори, що в свою чергу веде до зміни опору графена. Також теоретично досліджується вплив різних домішок (використаних в зазначеному вище експерименті) на провідність графена. А ще було показано, що NO2 молекула є гарним акцептором завдяки своїм парамагнітним властивостям, а діамагнітних молекул N2O4 створює рівень близько до точки електронейтральності. У загальному випадку домішки, молекули яких мають магнітний момент (неспарений електрон), володіють більш сильними легуючими властивостями.

Ще одна перспективна область застосування графена - його використання для виготовлення електродів в іоністор (суперконденсаторах) для використання їх як перезаряджаються джерел струму. Дослідні зразки іоністорів на графені мають питому енергоємність 32 Вт · год / кг, порівнянну з такою для свинцево-кислотних акумуляторів (30-40 Вт · год / кг).

Нещодавно був створений новий тип світлодіодів на основі графену (LEC) [32]. Процес утилізації нових матеріалів екологічний при достатньо низькій ціні.

У 2011 році в журналі Science була опублікована робота, де на основі графену пропонувалася схема двовимірного метаматеріалу (може бути затребуваний в оптиці та електроніці).

 

ФУЛЕРЕНИ

  1. Вірогідною областю використання фулеренів і, в першу чергу, С60 є оптичні затвори. Експериментально показана можливість застосування цього матеріалу для довжини хвилі 532 нм. Малий час відгуку дає шанс використовувати фулерени в якості обмежувачів лазерного випромінювання та модуляторів добротності. Однак, з ряду причин фулеренам важко конкурувати тут з традиційними матеріалами.

  2. Фулерен в якості матеріалу для напівпровідникової техніки. Молекулярний кристал фулерена є напівпровідником з шириною забороненої зони ~ 1.5 еВ та його властивості багато в чому аналогічні властивостям інших напівпровідників. Тому ряд досліджень був пов'язаний з питаннями використання фулеренів в якості нового матеріалу для традиційних додатків в електроніці: діод, транзистор, фотоелемент і т. п. Тут їх перевагою в порівнянні з традиційним кремнієм є малий час фотовідклику (одиниці нс). Однак істотним недоліком виявилося вплив кисню на провідність плівок фулеренів і, отже, виникла необхідність в захисних покриттях. У цьому сенсі більш перспективно використовувати молекулу фулерену в якості самостійного нанорозмірного пристрою і, зокрема, підсилювального елемента.

  3. Фулерен як фоторезист. Під дією видимого (> 2 еВ), ультрафіолетового та більш короткохвильового випромінювання фулерени полімеризуються і в такому вигляді не розчиняються в органічних розчинниках. В якості ілюстрації застосування фулеренового фоторезиста можна навести приклад отримання субмікронної роздільності (≈ 20 нм) при травленні кремнію електронним пучком з використанням маски з полімеризованої плівки С60.

  4. Фулеренові добавки для росту алмазних плівок методом CVD. Іншою цікавою можливістю практичного застосування є використання фулеренових добавок при вирощуванні алмазних плівок CVD-методом (Chemical Vapor Deposition). Введення фулеренів в газову фазу ефективно з двох точок зору: збільшення швидкості утворення алмазних ядер на підкладці і постачання будівельних блоків з газової фази на підкладку.

  5. Надпровідні сполуки з С60. Молекулярні кристали фулеренів - напівпровідники, однак на початку 1991 року було встановлено, що легування твердого С60 невеликою кількістю лужного металу призводить до утворення матеріалу з металевою провідністю, який при низьких температурах переходить в надпровідник. Легування С60 проводять шляхом обробки кристалів парами металу при температурах в декілька сотень градусів Цельсія. При цьому утворюється структура типу X3С60 (Х - атом лужного металу).

  6. Вплив малих добавок фулеренової сажі на антифрикційні та протизносні властивості ПТФЕ (політетрафлуоретилену). Слід зазначити, що присутність фулерену С60 в мінеральних мастилах ініціює на поверхнях контртіла утворення захисної Фулер-полімерної плівки товщиною - 100 нм. Утворена плівка захищає від термічної і окиснювальної деструкції, збільшує час життя вузлів тертя в аварійних ситуаціях в 3-8 разів, термостабільність мастил до 400-500 ° C і несучу здатність вузлів тертя в 2-3 рази, розширює робочий інтервал тисків вузлів тертя в 1,5-2 рази, зменшує час припрацювання контртіла.

  7. Серед інших цікавих додатків слід зазначити акумулятори та електричні батареї, в яких так чи інакше використовуються добавки фулеренів. Основою цих акумуляторів є літієві катоди, містять інтеркальованого фулерени. Фулерени також можуть бути використані в якості добавок для отримання штучних алмазів методом високого тиску. При цьому вихід алмазів збільшується на ≈ 30%.

  8. Фулерени можуть бути також використані у фармакології для створення нових ліків. Так, в 2007 році були проведені дослідження, які показали, що ці речовини можуть виявитися перспективними для розробки протиалергічних засобів.

  9. Різні похідні фулеренів показали себе ефективними засобами в лікуванні вірусу імунодефіциту людини: білок, відповідальний за проникнення вірусу в кров'яні клітини - ВІЛ-1-протеаза, - має сферичну порожнину діаметром 10 Ǻ, форма якої залишається постійною при всіх мутаціях. Такий розмір майже збігається з діаметром молекули фулерену. Синтезовано похідне фулерену, яке розчинне у воді. Воно блокує активний центр ВІЛ-протеази, без якої неможливе утворення нової вірусної частинки.

  10. Крім того, фулерени знайшли застосування в якості добавок в інтумесцентні (ті, що спучуються) вогнезахисні фарби. За рахунок введення фулеренів фарба під впливом температури при пожежі спучується, утворюється досить щільний пінококсовий шар, який у декілька разів збільшує час нагрівання до критичної температури захищаються конструкцій.

  11. Також фулерени та їх різні хімічні похідні використовуються в поєднанні з поліспряженими напівпровідними полімерами для виготовлення сонячних елементів.

НАНОТРУБКИ

Унікальні властивості нанотрубок обумовлюють їх перспективне використання в ряді галузей: як армуючих добавок в композиційних матеріалах, для одержання елетропровідних композиційних полімерів, як добавка в метали для одержання надпровідникових матеріалів, компонент холодних емісійних катодів в дисплеях, якісно нове джерело світла, напівпровідникові транзистори з p-n переходами, для виробництва особливих марок графіту, пористого графіту, сировина для виробництва теплоізоляційних матеріалів, як сорбент і сховище водню, як носій каталізаторів, для виготовлення вуглець-літієвих батарей і суперконденсаторів, як мікроелектрод, як мікрозонд і т.д. Надзвичайно продуктивними є хімічні і біологічні галузі застосування нанотрубок. Сфери, способи та можливості застосування нанотрубок численні і широкі. Навіть беручи до уваги те, що більша частина результатів останніх дослідів може бути невідома громадськості, вже зараз можна передбачити, що нанотрубки із часом стануть універсальним матеріалом для побудови багатьох об’єктів. Застосування нанотрубок можна розділити на кілька категорій за їх властивостями: 1) фізичні, наприклад, присадка до композитних матеріалів, що дозволяє створити із звичайного полімеру об’єкт із більшою міцністю і витривалістю, ніж із легованих сталей. Завдяки капілярним властивостям нанотрубок нині створюють ємкості для водню, що дозволяє у десятки разів збільшити їх об’ємну ємність; 2) фізико-хімічні – тут відкривається цілий пласт невідомих реакцій та процесів, із часом нанотрубки стануть основним структурним елементом в електроніці та техніці. Якщо глобально оцінювати застосування нанотрубок, то можна впевнено стверджувати, що ми стали свідками початку ще однієї технічної революції. В наступні десять років будуть створені нанороботи-репліканти, на основі нанотрубок та інших наноматеріалів. Головною метою їх створення є побудова інших роботів та структур із атомарною якістю. Важко осягнути всі можливості такої перспективи. Ми зможемо, наприклад, перемогти практично всі інфекційні, хронічні, генетичні хвороби, досить буде мати індивідуальну програму керування для нанороботів та один наноробот-реплікант. Він розмножить себе до достатньої кількості і згідно з програмою буде на молекулярному рівні відшукувати збудника хвороби і переробляти його, наприклад, на глікоген.

Можливі застосування нанотрубок.

  • Механічні застосування: надміцні нитки, композитні матеріали, нановаги.

  • Застосування в мікроелектроніці: транзистори, нанопровідники, прозорі провідні поверхні, паливні елементи.

  • Для створення з'єднань між біологічними нейронами і електронними пристроями в новітніх нейрокомп'ютерних розробках.

  • Капілярні застосування: капсули для активних молекул, зберігання металів і газів, нанопіпетки.

  • Оптичні застосування: дисплеї, світлодіоди.

  • Медицина (в стадії активної розробки).

  • Одностінні нанотрубки (індивідуальні, в невеликих збірках або в мережах) є мініатюрними датчиками для виявлення молекул в газовому середовищі або в розчинах з ультрависокої чутливістю - при адсорбції на поверхні нанотрубки молекул її електроопір, а також характеристики нанотранзисторів можуть змінюватися. Такі нанодатчики можуть використовуватися для моніторингу навколишнього середовища, у військових, медичних і біотехнологічних застосуваннях.

  • Трос для космічного ліфта, так як нанотрубки, теоретично, можуть тримати і більше тонни ... але тільки в теорії. Тому як отримати достатньо довгі вуглецеві трубки з товщиною стінок в один атом не вдавалося досі.

Космічний ліфт - концепція інженерної споруди

для безракетного запуску вантажів у космос.

Дана гіпотетична конструкція заснована на застосуванні троса,

протягнутого від поверхні планети до орбітальної станції,

яка знаходиться на геостаціонарній орбіті.

  • Листи з вуглецевих нанотрубок можна використовувати в якості плоских прозорих гучномовців, до такого висновку дійшли китайські вчені.

 

НАНОВОЛОКНА

Нанотрубки використовують:

  • Джерела електронної автоеміссіі

  • Композитні матеріали

  • Голки в скануючої зондової мікроскопії

  • Носії каталізаторів

  • Платформа для транспорту генів

  • Матеріали електродів

  • Усунення розливів нафти

АСТРАЛЕНИ

Астралени розглядаються як перспективний наноматериал. Зараз вивчаються такі області застосування:

  • Добавка-модифікатор для полімерних і неорганічних композиційних матеріалів, а також композиційних сплавів. Зокрема, його додають (0,0001-0,001%) в бетон в якості наномодіфікатора.

  • Антифрикційна добавка до конструкційних матеріалів і змазок.

  • Елемент холодних катодів.

  • Елемент нелінійно-оптичних систем, в тому числі широкосмугових обмежувачів лазерного випромінювання.

  • Компонент фотохімічних генераторів синглетного кисню.

 

СКЛОВУГЛЕЦЬ

Скловуглецеві електроди широко використовуються в електрохімії. Використовують скловуглецеві високотемпературні тиглі, які є стійкими  до високих температур, але залишаються інертними по відношенню до більшості речовин. Таким чином, їх використовують для виробництва напівпровідників, таких як GaAs, а також для вирощування монокристалів. Скловуглець також можна використовувати в якості молекулярного сита. У медицині скловуглець використовують як матеріал для виготовлення протезів. Скловуглець використовується в металургії при електролізі розплавів солей.

 

КАРБІН

Завдяки властивостям цієї структури їй пророкують широке растосування у майбутньому в мікроелектроніці, оптиці, мікрохвильовій і електричній технології, конструкції джерел струму і медицині. В усіх цих областях ключове значення має висока стабільність фізичних і хімічних властивостей. У зв'язку з цим викликає інтерес зміна поверхні карбіна в атмосфері повітря протягом декількох років, що пройшли після синтезу, а також його модифікація в умовах надвисокого вакууму. Електропровідність карбіну помітно зростає при освітленні. На цьому засновані перші практичні кроки по використанню нового матеріалу у техніці. Карбінові фотоелементи надійні аж до 500 °C, перевершуючи інші подібні прилади.

 

АМОРФНИЙ ВУГЛЕЦЬ

Активоване вугілля.

- В протигазах:

Класичний приклад використання активованого вугілля пов'язаний з використанням його в протигазі. Розроблений Н. Д. Зелінським протигаз врятував безліч життів солдатів в першій світовій війні. До 1916 року він був прийнятий на озброєння майже у всіх європейських арміях.

 

Зелінський Микола Дмитрович

(1861–1953)

 

ВИНАХІДНИК ПРОТИГАЗУ

 

- При виробництві цукру:

Спочатку для очищення цукрового сиропу від забарвлюючих речовин при цукроварінні використовувався кісткове активоване вугілля. Однак цей цукор не можна було вживати в піст, як той, що має тваринне походження. Цукрозаводчики почали випускати «пісний цукор», який або не очищався і мав вигляд кольорових помадок, або очищався деревним вугіллям.

- Інші області застосування:

Активоване вугілля застосовується в медицині, хімічній, як носій каталізаторів, а в багатьох реакціях сам діє як каталізатор, фармацевтичній і харчовій промисловості. Фільтри, що містять активоване вугілля, використовуються в багатьох сучасних моделях пристроїв для очищення питної води.

 

Деревне вугілля.

Деревне вугілля використовується з давніх часів для різних цілей, включаючи мистецтво і медицину, але на сьогоднішній день найважливішим є використання в якості металургійного палива. Вугілля є традиційним паливом в кузні та інших галузях, де потрібен сильний жар. Подрібнене деревне вугілля також використовувалось в якості джерела вуглецю. У такому вигляді вугілля було важливим для ранніх хіміків і було складовою частиною для сумішей, таких як порох. Завдяки своїй високій площа поверхні деревне вугілля може бути використане у якості фільтра, в якості каталізатора або в якості адсорбенту.

 

Антрацит.

Антрацит широко застосовується як високоякісне енергетичне паливо, а також як сировина у чорній (використовують так званий термічний антрацит, який одержують шляхом прожарювання антрациту особливого ґатунку в шахтних печах при температурі до 1350 °C) та кольоровій металургії, хімічній та електротехнічній промисловості тощо. Антрацит — вуглецева сировина при виготовленні абразивів, відновлювачів, електродів.

 

Кам'яне вугілля.

Кам'яне вугілля використовується як технологічна, енерго-технологічна і енергетична сировина, при виробництві коксу і напівкоксу з отриманням великої кількості хімічних продуктів (нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких одержують добрива, пластмаси, синтетичні волокна, лаки, фарби і т. і. Один з найперспективніших напрямів використання кам'яного вугілля — скраплення (зрідження) — гідрогенізація вугілля з отриманням рідкого палива. При переробці кам'яного вугілля отримують також: активне вугілля, штучний графіт і т. д.; в промислових масштабах вилучається ванадій, германій і сірка; розроблені методи отримання галію, молібдену, цинку, свинцю. Існують різні схеми неенергетичного використання кам'яного вугілля на основі термохімічної, хімічної та іншої переробки з метою їх повного комплексного використання і забезпечення охорони довкілля.

 

Буре вугілля.

Як паливо буре вугілля вживається значно менше, ніж кам'яне вугілля, проте через низьку вартість в дрібних і приватних котельнях він більш популярний і займає іноді до 80%. Використовується для пилоподібного спалювання (при зберіганні буре вугілля висихає і розсипається), а іноді повністю. На невеликих провінційних ТЕЦ він також нерідко спалюється для одержання тепла. Однак в Греції і особливо в Німеччині буре вугілля використовується в парових електростанціях, виробляючи до 50% електроенергії в Греції і 24,6% у Німеччині. З великою швидкістю поширюється отримання рідких вуглеводневих палив з бурого вугілля перегонкою. Після перегонки залишок годиться для отримання сажі. З нього витягують горючий газ, отримують вуглелужні реагенти та монтан-віск (гірський віск). У мізерних кількостях він застосовується і для виробів.

 

Кам'яновугільний кокс.

Кокс кам'яновугільний застосовують для виплавки чавуну (доменний кокс) як високоякісне бездимне паливо, відновник залізної руди, розпушувач шихтових матеріалів. Кокс кам'яновугільний використовують також, як ваграночне паливо в ливарному виробництві (ливарний кокс), для побутових цілей (побутовий кокс), в хімічній і феросплавній галузях промисловості (спеціальні види коксу). Доменний кокс повинен мати розміри шматків не менше 25-40 мм при обмеженому вмісті шматків менше 25 мм (не більше 3%) і більше 80 мм. Ливарний кокс за розмірами шматків крупніше доменного; найбільш придатний продукт, в якому присутні шматки менше 60-80 мм. Головна відмінність ливарного коксу від доменного - малий вміст S, який не повинен перевищувати 1% (в доменному коксі до 2%). У промисловості феросплавів використовують дрібний кокс (наприклад, фракцію 10-25 мм), при цьому на відміну від доменного і ливарного виробництв воліють застосовувати продукт з великою реакційною здатністю. Вимоги по міцності до побутового коксу менш жорсткі, ніж до доменного і ливарного. У всіх виробництвах краща сировина - найбільш міцний малозольний і малосірчистий кокс, що містить невелику кількість дрібних фракцій.

 

Нафтовий кокс.

Застосовується: у виробництві анодів для виплавки алюмінію, спеціальних графітованих електродів для одержання електролітичної сталі, корозієстійкої апаратури, відновник при отриманні феросплавів тощо.

 

Пековий кокс.

Застосовується: для виготовлення анодної маси, обпалених анодів та інших цілей. Кольорова металургія є споживачем малозольного пекового коксу.

 

Торф'яний кокс.

Застосовується: як сорбент (в асенізації, цукровому і винокурному виробництвах), в ковальській справі для зварювання і поковки металу, для виплавки чавуну в домнах, при виготовленні феросплавів, як сировина для агломерації залізних руд.

 

Напівкокс.

Напівкокс використовують як легкозаймисте бездимне тверде паливо, у промисловості та побуті.

 

Сажа.

Сажа застосовується в якості підсилюючого компонента у виробництві гум та інших пластичних мас. Близько 70% всієї виробленої сажі використовується у виробництві шин, ~ 20% у виробництві гумово-технічних виробів. Інша кількість знаходить застосування в якості чорного пігменту (наприклад: друкарська фарба, туш для малювання); сповільнювача «старіння» пластмас; компонента, що надає пластмасам спеціальні властивості: (електропровідні, здатність поглинати ультрафіолетове випромінювання, випромінювання радарів).

 

НАНОБРУНЬКИ

Такі властивості, як хімічна активність, гарне розсіювання і змінна ширина забороненої зони визначають широке застосування нанобруньок. У ряді теоретичних робіт також зазначається існування магнетизму в нанотрубок.

 

НАНОПІНА

Завдяки дуже маленькій густині (2 ÷ 10 мг/см3) і великійї площі поверхні (300 ÷ 400 м2/г), вуглецева нанопіна може бути використана для зберігання водню в паливних комірках. Напівпровідникові властивості нанопіни можуть бути використані в електроніці. Хімічна нейтральність і стійкість нанопіни відкриває широкі можливості застосування нанопіни в медицині: магнітні властивості нанопіни дозволяють вводити її в кровотік і відстежувати перебіг крові в найдрібніших капілярах за допомогою магнітно-резонансної томографії; оскільки нанопіна добре поглинає інфрачервоне випромінювання, то ввівши її в пухлину можна було б знищити останню, опромінюючи інфрачервоним світлом, оскільки нанопіна нагрівалася б набагато сильніше, ніж сусідні, здорові тканини.

 

Біологічна роль та фізіологічна дія

Сполуки Карбону є основою всіх рослинних і тваринних організмів. Забезпечуючи життя, Карбон здійснює в природі постійний кругообіг, який називають вуглецевим циклом. У складі вуглекислого газу Карбон присутній в атмосфері Землі, а також у розчиненому вигляді у воді. Живі організми засвоюють його з атмосфери чи води завдяки процесу, який має назву фіксація Карбону. Інші організми, нездатні засвоювати Карбон безпосередньо, отримують його через харчові ланцюжки. Карбон частково повертається в атмосферу у вигляді вуглекислого газу як продукт дихання або горіння, однак частина Карбону йде на утворення метану й карбонатів, наприклад карбонату кальцію. Залишки загиблих організмів входять зрештою до осадових порід, кам'яного вугілля, нафти, природного газу. Карбон повертається в атмосферу в процесі довготривалого геологічного колообігу як наслідок дегазації порід, вулканічної діяльності тощо. Частково збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері Землі зумовлене діяльністю людини — використанням викопного палива для отримання енергії.

Високий вміст вуглецю в атмосферних аерозолях веде до підвищення захворюваності населення, особливо верхніх дихальних шляхів і легень. Професійні захворювання — в основному антракоз і пиловий бронхіт. Токсична дія 14С у складі молекул білків (особливо в ДНК і РНК), визначається його радіоактивним розпадом із випромінюванням β-частинок (14С (β) → 14N), що призводить до зміни хімічного складу молекули.

 

ЛІТЕРАТУРА.

 

<<   <   1   2   3   4   5   >   >>