Language
Country/Area
No result found
Il segreto del carbonio carbonifero: perché si chiama carbonio amorfo?
In natura, il carbonio si presenta in molte forme, tra cui la familiare grafite e il diamante. Tuttavia, molte persone potrebbero non avere familiarità con il concetto di carbonio amorfo. Il carbonio amorfo non è in realtà una sostanza specifica, ma un tipo di materiale di carbonio con caratteristiche comuni. La sua caratteristica principale è quella di non avere una struttura cristallina.
Il carbonio amorfo è semplicemente carbonio libero e reattivo privo di struttura cristallina.
Composizione chimica del carbone
In mineralogia, il nome carbonio amorfo viene utilizzato principalmente per descrivere il carbone, il carbonio derivato dal carburo e altre forme impure di carbonio che non siano grafite o diamante. Dal punto di vista cristallografico, questi materiali in realtà non sono completamente amorfi, ma sono invece costituiti da materiali policristallini di grafite o diamante disposti in una matrice di carbonio amorfa.
Applicazioni nella scienza moderna
Con lo sviluppo delle moderne tecnologie di deposizione e crescita di film sottili nella seconda metà del XX secolo, come la deposizione chimica da vapore, la deposizione per polverizzazione catodica e la deposizione ad arco catodico, è ora possibile creare materiali di carbonio veramente amorfi. Il vero carbonio amorfo contiene elettroni π localizzati le cui lunghezze e distanze di legame non sono coerenti con altri allotropi del carbonio.
Contiene anche un'alta concentrazione di legami pendenti, che causano una variazione della spaziatura atomica di oltre il 5% quando misurata mediante diffrazione.
Caratteristiche del carbonio amorfo
Le proprietà dei film di carbonio amorfo dipendono dai parametri durante la deposizione e la loro caratteristica principale è il rapporto tra legami ibridi sp2 e sp3. La grafite è composta da legami ibridati sp2 puri, mentre il diamante è composto da legami ibridati sp3 puri. I materiali con un alto contenuto di legami ibridati sp3 sono chiamati carbonio amorfo tetraedrico perché i legami ibridati sp3 formano una struttura tetraedrica.
Il carbonio amorfo con legami di ibridazione sp3 elevati ha molte proprietà fisiche simili al diamante.
Esplorazione di Q-Carbon
Il Q-carbon, o carbonio raffreddato rapidamente, è un materiale considerato carbonio amorfo. Si dice che sia ferromagnetico, elettricamente conduttivo, più duro del diamante e possa anche mostrare superconduttività ad alta temperatura. Il materiale è stato scoperto nel 2015 da un gruppo di ricerca della North Carolina State University, che ha pubblicato diversi articoli di ricerca sulla sua sintesi e proprietà.
Tuttavia, fino ad oggi non sono stati condotti esperimenti indipendenti che confermassero la sostanza e le sue proprietà.
Direzioni di ricerca future
Sebbene la ricerca sul Q-carbon continui, le sue proprietà dichiarate devono ancora essere ulteriormente verificate. Molti ricercatori stanno conducendo ricerche sulle proprietà dei materiali di carbonio amorfo con l’intento di ampliare il loro campo di applicazione.
L'esplorazione del carbonio amorfo sta ampliando ulteriormente la nostra comprensione del carbonio. Si tratta non solo di un'innovazione nella scienza dei materiali, ma potrebbe anche fornire una nuova direzione per la tecnologia futura. Tuttavia, se questi materiali possano davvero liberare il loro potenziale nelle applicazioni pratiche è ancora una questione degna di una nostra considerazione approfondita.
