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O segredo do carbono carbonífero: por que é chamado de carbono amorfo?
Na natureza, o carbono ocorre em muitas formas, incluindo os familiares grafite e diamante. No entanto, muitas pessoas podem não estar familiarizadas com o conceito de carbono amorfo. O carbono amorfo não é na verdade uma substância específica, mas um tipo de material de carbono com características comuns. Sua principal característica é não possuir estrutura cristalina.
O carbono amorfo é simplesmente carbono livre e reativo que não possui estrutura cristalina.
Composição química do carvão
Na mineralogia, o nome carbono amorfo é usado principalmente para descrever carvão, carbono derivado de carboneto e outras formas impuras de carbono que não são grafite ou diamante. Cristalograficamente, esses materiais não são completamente amorfos, mas consistem em materiais policristalinos de grafite ou diamante dispostos em uma matriz de carbono amorfa.
Aplicações na ciência moderna
Com o desenvolvimento de tecnologias modernas de deposição e crescimento de filmes finos na segunda metade do século 20, como deposição química de vapor, deposição por pulverização catódica e deposição por arco catódico, agora é possível criar materiais de carbono verdadeiramente amorfos. O verdadeiro carbono amorfo contém elétrons π localizados cujos comprimentos e distâncias de ligação são inconsistentes com outros alótropos de carbono.
Ele também contém uma alta concentração de ligações pendentes, o que faz com que o espaçamento atômico varie em mais de 5% quando medido por difração.
Características do carbono amorfo
As propriedades dos filmes de carbono amorfo dependem dos parâmetros durante a deposição, e sua principal característica é a proporção de ligações híbridas sp2 e sp3. A grafite é composta de ligações hibridizadas sp2 puras, enquanto o diamante é composto de ligações hibridizadas sp3 puras. Materiais com alto teor de ligações hibridizadas sp3 são chamados de carbono amorfo tetraédrico porque as ligações hibridizadas sp3 formam uma estrutura tetraédrica.
O carbono amorfo com altas ligações de hibridização sp3 tem muitas propriedades físicas semelhantes às do diamante.
Exploração de Q-Carbono
O carbono Q, ou carbono resfriado rapidamente, é um material considerado carbono amorfo. Diz-se que é ferromagnético, eletricamente condutor, mais duro que o diamante e também pode exibir supercondutividade em alta temperatura. O material foi descoberto em 2015 por uma equipe de pesquisa da Universidade Estadual da Carolina do Norte, que publicou diversos artigos de pesquisa sobre sua síntese e propriedades.
No entanto, até o momento não houve experimentos independentes que confirmassem a substância e suas propriedades.
Direções de pesquisas futuras
Embora a investigação sobre o carbono Q continue, as suas propriedades alegadas ainda precisam de ser verificadas mais detalhadamente. Muitos pesquisadores estão realizando pesquisas sobre as propriedades de materiais de carbono amorfo com a intenção de ampliar seu escopo de aplicação.
A exploração do carbono amorfo está a expandir ainda mais a nossa compreensão do carbono. Isto não é apenas uma inovação na ciência dos materiais, mas também pode fornecer uma nova direção para a tecnologia futura. No entanto, se estes materiais podem realmente libertar o seu potencial em aplicações práticas ainda é uma questão que merece a nossa consideração aprofundada.
