Language
Country/Area
No result found
Bí mật của cacbon cacbonat: Tại sao nó được gọi là cacbon vô định hình?
Trong tự nhiên, carbon tồn tại ở nhiều dạng, trong đó có than chì và kim cương quen thuộc. Tuy nhiên, có thể nhiều người chưa quen với khái niệm cacbon vô định hình. Carbon vô định hình thực chất không phải là một chất cụ thể mà là một loại vật liệu carbon có đặc điểm chung là không có cấu trúc tinh thể.
Carbon vô định hình đơn giản là carbon tự do và phản ứng không có cấu trúc tinh thể.
Thành phần hóa học của than
Trong khoáng vật học, tên cacbon vô định hình chủ yếu được dùng để mô tả than đá, cacbon có nguồn gốc từ cacbua và các dạng cacbon không tinh khiết khác không phải là than chì hoặc kim cương. Về mặt tinh thể, những vật liệu này thực sự không hoàn toàn vô định hình mà thay vào đó bao gồm các vật liệu đa tinh thể than chì hoặc kim cương được sắp xếp trong một ma trận cacbon vô định hình.
Ứng dụng trong khoa học hiện đại
Với sự phát triển của các công nghệ tăng trưởng và lắng đọng màng mỏng hiện đại vào nửa sau thế kỷ 20, chẳng hạn như lắng đọng hơi hóa học, lắng đọng phún xạ và lắng đọng hồ quang catốt, giờ đây người ta có thể tạo ra vật liệu carbon vô định hình thực sự. Carbon vô định hình thực sự chứa các electron π cục bộ có độ dài và khoảng cách liên kết không phù hợp với các dạng thù hình khác của carbon.
Nó cũng chứa nồng độ cao các liên kết lơ lửng, khiến khoảng cách nguyên tử thay đổi hơn 5% khi đo bằng nhiễu xạ.
Đặc điểm của cacbon vô định hình
Tính chất của màng cacbon vô định hình phụ thuộc vào các thông số trong quá trình lắng đọng và đặc điểm chính của chúng là tỷ lệ liên kết lai sp2 và sp3. Than chì bao gồm các liên kết lai hóa sp2 thuần túy, trong khi kim cương bao gồm các liên kết lai hóa sp3 thuần túy. Vật liệu có hàm lượng liên kết lai hóa sp3 cao được gọi là cacbon vô định hình tứ diện vì liên kết lai hóa sp3 tạo thành cấu trúc tứ diện.
Cacbon vô định hình có liên kết lai hóa sp3 cao có nhiều tính chất vật lý tương tự như kim cương.
Thăm dò Q-Carbon
Q-carbon, hay carbon được làm lạnh nhanh, là một vật liệu được cho là carbon vô định hình, được cho là có tính sắt từ, dẫn điện, cứng hơn kim cương và cũng có thể thể hiện tính siêu dẫn ở nhiệt độ cao. Vật liệu này được phát hiện vào năm 2015 bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học bang North Carolina, nơi đã xuất bản một số tài liệu nghiên cứu về sự tổng hợp và tính chất của nó.
Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có thí nghiệm độc lập nào xác nhận chất này và đặc tính của nó.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
Mặc dù nghiên cứu về Q-carbon vẫn tiếp tục nhưng các đặc tính được công bố của nó vẫn cần được xác minh thêm. Nhiều nhà nghiên cứu đang tiến hành nghiên cứu về tính chất của vật liệu carbon vô định hình với mục đích mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng.
Việc khám phá carbon vô định hình đang mở rộng hơn nữa sự hiểu biết của chúng ta về carbon. Đây không chỉ là một sự đổi mới trong khoa học vật liệu mà còn có thể mang đến một hướng đi mới cho công nghệ trong tương lai. Tuy nhiên, liệu những vật liệu này có thực sự phát huy được tiềm năng của chúng trong ứng dụng thực tế hay không vẫn là một câu hỏi đáng để chúng ta xem xét kỹ lưỡng.
