Karbon adalah unsur ajaib. Sebagai blok binaan asas, ia berfungsi sebagai unsur rangka semua organisma hidup di Bumi dan merupakan unsur terpenting dalam tubuh manusia. Bahan karbon juga unik dalam keupayaan mereka untuk menggabungkan bertentangan dan perpaduan. Mereka boleh menjadi nipis seperti rambut, ringan seperti bulu, dan lebih kuat daripada keluli. Bahan karbon adalah kedua-dua penebat dan konduktor, penebat haba dan pengalir haba, dan kedua-duanya menyerap cahaya dan menghantar cahaya sepenuhnya. Fleksibiliti ini menjadikan bahan karbon sentiasa berubah dan unik dalam sifat dan aplikasinya.
Perbezaan Antara "Arang" dan "Karbon"
Karbon merujuk kepada bahan, iaitu bahan pepejal dengan karbon sebagai komponen utama. The kimia komposisi tidak tulen dan selalunya mengandungi kekotoran lain, seperti arang batu, karbon hitam, kok, dsb.
Karbon merujuk kepada unsur, dan perkataan yang berkaitan dengan atom karbon dan unsur karbon digunakan, seperti karbida, rangkaian satah karbon, karbonat, dsb.
Pengelasan Bahan Karbon
Bahan karbon mempunyai sejarah yang panjang dan pelbagai jenis, yang boleh dibahagikan kepada tiga kategori: bahan karbon tradisional (Karbon Klasik), bahan karbon khas (Karbon Khas) dan bahan karbon nano (Karbon Nano). Bahan karbon nano dan bahan karbon khas secara kolektif dirujuk sebagai bahan karbon baharu, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Karbon Teraktif
Karbon teraktif ialah sejenis karbon yang diproses khas untuk mempunyai struktur liang yang maju dan luas permukaan yang besar. Ia mempunyai keupayaan penjerapan yang kuat dan kawasan permukaan spesifik yang tinggi. Struktur liang dalaman dibangunkan dengan baik, dan ketumpatan pukalnya rendah. Karbon teraktif digunakan secara meluas dalam penulenan air, penyahsulfuran, denitrifikasi, pemulihan pelarut, penjerapan kecemasan, dan penyingkiran merkuri. Ia juga digunakan sebagai pemangkin atau sokongan mangkin dalam penyediaan dan pembaharuan gas.
Fullerene
Fullerene ialah molekul berongga yang terdiri sepenuhnya daripada karbon. Ia boleh mempunyai bentuk sfera, ellipsoidal, silinder atau tiub. Fullerene mempunyai sifat pengangkutan elektronik yang baik. Ia boleh digunakan sebagai bahan penerima dalam sel solar organik. Fullerene larut air mempunyai sifat pengoksidaan. Ia boleh menghasilkan pelbagai bentuk spesies oksigen reaktif. Fullerene ialah fotosensitizer yang berkuasa. Ia boleh menukar oksigen keadaan triplet kepada oksigen keadaan tunggal aktif. Fullerene mempunyai kesan anti-kedut, pemutihan, anti-radang, dan pembaikan. Ia tidak menyebabkan kemudaratan yang ketara kepada tubuh manusia
Karbon Nanotiub
Karbon nanotube ialah bahan nano satu dimensi. Mereka mempunyai kekuatan tinggi, kekonduksian elektrik, dan kekonduksian terma. Ia digunakan secara meluas dalam industri seperti kenderaan tenaga baharu, produk digital 3C, semikonduktor dan infrastruktur kuasa. Permintaan komersial utama untuk tiub nano karbon datang daripada bateri litium dan plastik konduktif. Lebih 80% permintaan datang daripada industri bateri litium
Nanodiamonds
Nanodiamond adalah bahan berlian pada skala nanometer. Mereka berkongsi beberapa sifat yang sangat baik dengan berlian pukal, seperti rintangan haus dan kekonduksian terma. Nanodiamonds biasanya digunakan sebagai salutan untuk bahan seperti logam, getah, plastik, dan kaca. Ia juga digunakan sebagai pelincir dan bahan pengisar halus. Penyelidik telah menggunakan nanodiamonds untuk menyekat pertumbuhan dendrit dalam bateri litium, memastikan operasi bateri yang stabil. Nanodiamonds mempunyai aplikasi yang menjanjikan dalam pelepasan medan katod sejuk, elektrod elektrokimia, tingkap optik, komunikasi kuantum, dan penghantaran ubat.
Karbon Berliang
Karbon berliang mempunyai saiz liang yang pelbagai. Ia boleh difahami sebagai bahan karbon dengan pelbagai struktur liang. Karbon berliang mempunyai kestabilan kimia yang tinggi, ketahanan terhadap kakisan asid dan alkali, dan kekonduksian elektrik yang tinggi. Ia kos rendah dan digunakan secara meluas dalam pengasingan gas, penulenan air, pemangkinan, dan penyahgaraman terma suria. Ia juga digunakan dalam aplikasi aeroangkasa sebagai bahan perlindungan haba dengan penebat haba bersepadu dan rintangan
Graphene
Graphene ialah bahan karbon dua dimensi. Ia terdiri daripada satu lapisan atom karbon yang disusun dalam kekisi sarang lebah. Ia adalah elemen struktur asas alotrop karbon lain seperti grafit, berlian, tiub nano karbon, dan fullerene. Graphene mempunyai sifat optik, elektrik dan mekanikal yang sangat baik. Ia mempunyai potensi besar dalam bidang seperti sains bahan, pemprosesan mikro-nano, tenaga, dan aplikasi bioperubatan. Graphene dianggap sebagai bahan revolusioner untuk masa depan