El carbono, uno de los elementos más abundantes de
la naturaleza, tiene la capacidad de combinarse químicamente consigo mismo y
con otros elementos mediante fuertes enlaces covalentes dando lugar a una gran
variedad de estructuras que permiten el desarrollo de materiales de diversas
propiedades. Esta variedad se ve reforzada por el hecho de que solamente los
materiales de carbono son capaces de operar a altas temperaturas en las
condiciones más extremas, y por la circunstancia de que no sólo mantienen sus
propiedades con la temperatura sino que incluso las mejoran.
Los materiales de carbono han llamado mucha
atención con el descubrimiento de los fullerenos y los nanotubos. Sin embargo,
los materiales de carbono tradicionales han jugado un importante papel desde
los tiempos prehistóricos y han contribuido al desarrollo industrial y
tecnológico de nuestra sociedad (siderurgia).
Los materiales de carbono han ampliado su campo de
aplicación de forma increíble en los últimos años. Han pasado de un uso
tradicional en ánodos para la industria del aluminio, electrodos para la
producción de acero, adsorbente en sistemas de purificación de gases y líquida
(carbones activados) o como componentes de sistemas de frenado de automóviles
de competición y militares y aeronáutica, a campos relacionados con el mundo de
la energía, el medio ambiente y las comunicaciones.
GRAFENO
El Grafeno es una variante del Carbono.
Sus propiedades son muy
características: Conductividad térmica y eléctrica alta, alta resistencia, y
diversas reacciones químicas, entre otras. Este es uno de los elementos que más
se están utilizando en el sector de la electrónica,
ya que es casi perfecto para usarlo en la construcción de circuitos integrados
pudiendo utilizarse como canal en transistores de efecto de campo; en la futura construcción de ascensores
espaciales, en sistemas de protección personal (chalecos antibalas), en el
ámbito de la seguridad, etc. En julio de 2008, investigadores de la universidad
de Columbia confirmaron que se trata del material más resistente identificado
hasta el momento.
FULLERENO
En el Fullereno también encontramos una variante del Carbono, se trata
de la tercera forma más estable de este elemento.
El Fullereno se ha hecho muy popular entre los principales científicos
del planeta debido a su belleza
estructural y su versatilidad
para la síntesis de nuevos compuestos.
Su uso se puede ver en campos como la nano medicina.
NANOTUBOS
Los nanotubos son componentes derivados del Carbono, aunque esto no
quiere decir que no tengan sus propias particularidades.
Existen nanotubos de muchos materiales, como silicio o nitruro de
boro. Este elemento tiene varias propiedades:
eléctricas, mecánicas y térmicas. Pero también es cierto que puede utilizarse
en funciones electroquímicas, en supercondensadores y almacenamiento de
hidrógeno.
Uno de los campos en los que
está presente su uso es en la electrónica,
ya que los nanotubos de Carbono sirven para la fabricación de transistores y
memorias, entre otros componentes.
El elemento también tiene su utilidad en aplicaciones industriales
como la biomedicina, los automóviles, o incluso para la construir de
determinadas partes de los aviones.
CARBONO VÍTREO
El carbono vítreo es una
clase de carbono no grafítico, que es usado ampliamente como material para
electrodos en electroquímica, así como en crisoles de alta temperatura, y como
componente de algunos dispositivos protésicos. Fue producido por trabajadores
en los laboratorios de The General Electric Company, UK, a inicios de la década
de 1960, usando celulosa como material inicial. Poco tiempo después,
trabajadores japoneses produjeron un material similar a partir de resinas
fenólicas.
CELULOSA
La celulosa constituye la
materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. También se
utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocido es la nitrocelulosa o
"pólvora para armas"), celuloide, seda artificial, barnices y se
utiliza como aislamiento térmico y acústico, como producto derivado del papel
reciclado triturado.
la celulosa (C6H10O5) con un
valor mínimo de n = 200, es un polímero natural, constituido por una larga
cadena de carbohidratos polisacáridos.
CAUCHO
El caucho es un polímero
elástico, polisopreno, polímero del isopreno o metilbutadieno. C5H8 que surge
como una emulsión lechosa (conocida como látex) en la savia de varias plantas,
pero que también puede ser producido sintéticamente.
El caucho es ampliamente
utilizado en la fabricación de neumáticos, llantas, artículos impermeables y
aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los
ácidos y las sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante de la
temperatura y de la electricidad. Se disuelve con facilidad ante petrolatos,
bencenos y algunos hidrocarburos.
NANOESPUMA DE CARBONO
Es el sexto alótropo conocido
del carbono, descubierto en 1997 por Andrei V. Rode y colaboradores en la
Australian National University en Canberra. Consiste de un ensamblado de
cúmulos de baja densidad de átomos de carbono, mantenidos en una red
tridimensional difusa.
La nano espuma de carbón es
semiconductora, por lo que puede tener aplicaciones en el campo de la
electrónica. Pero su propiedad más destacable, y que hace de este material
único entre los materiales de carbón, es que posee propiedades magnéticas,
actuando como un imán.
COQUE
El coque es un combustible
sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas
de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire. El proceso de destilación implica
que el carbón se limpia de alquitrán, gases y agua. Este combustible o residuo
se compone en 90% a 95% de carbono. Nitrógeno, oxígeno, azufre e hidrogeno
están presentes en cantidades menores. Es poroso y de color negro a gris
metálico. El coque se utiliza en grandes cantidades en altos hornos para la
elaboración de hierro.
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