Вчера Шведская королевская академия наук объявила, что в этом году Нобелевскую премию по физике получат Андре Гейм и Константин Новоселов «за новаторские эксперименты с двумерным графеном». Графен является одним из многих аллотропов или форм углеродного элемента. Углерод особенный, потому что он имеет так много разных аллотропов (основные из них выделены ниже), многие из которых имеют особые характеристики:
Алмаз : атомы углерода выстраиваются в линию и соединяются в тесную решетку, создавая это чрезвычайно твердое, прозрачное природное вещество. Алмазы, которые люди добывают сегодня, были сформированы на 100 миль или более под земной поверхностью, где углерод подвергался огромному нагреву и давлению более миллиарда лет назад. Производители теперь могут также выращивать алмазы в лаборатории для создания ювелирных изделий или для промышленных целей.
Графит : Мягкий свинец в карандаше - это действительно графит, хлопьевидная, гибкая гексагональная решетка из атомов углерода. В отличие от алмаза, графит мягкий и проводит электричество.
Графен : этот тонкий слой углерода толщиной всего в один атом. Гейм и Новоселов создали первый лист графена, используя простой кусок клейкой ленты, чтобы поднять чешуйку углерода с графита. Графен является хорошим проводником электричества, и ученые считают, что он может быть полезен в таких технологиях, как сенсорные экраны и солнечные батареи. (Интересное примечание: Гейм - первый человек, получивший Нобелевскую премию и Нобелевскую премию. В 2000 году он был удостоен Нобелевской премии за то, что левитировал лягушку с помощью магнитов.)
Бакминстер-фуллерены : эти полые молекулы углерода, первооткрыватели которых были удостоены Нобелевской премии по химии 1996 года, получили свое название из-за своего сходства с геодезическими структурами Баки Фуллера. Молекулы имеют сферную форму - так называемые бакиболлы - и могут также превращаться в углеродные нанотрубки, которые в 100 раз прочнее стали, но на одну шестую веса.
Углеродный нанопен : эта пена, полностью состоящая из атомов углерода, является одним из наименее плотных веществ в мире. Углерод в этой форме действует как полупроводник и является магнитным.
Однако не весь углерод объединяется в сложные кристаллические структуры со специальными свойствами. Смешанная форма называется аморфным углеродом .
