Amorfní uhlík

Amorfní uhlík je jedna z alotropických modifikací elementárního uhlíku bez pravidelné krystalické struktury. Atomy uhlíku jsou charakterizovány smíšenou hybridizací sp2 (vázané s třemi sousedními atomy), jakož i sp3 (vázaný s čtyřmi sousedními atomy) v různém poměru. Atomy vytvářejí matrici šestičlenných amorfních cyklů, ve směsi s nanokrystalickými grafitickými strukturami.[1] Mezi fyzikální vlastností patří drolivost (na rozdíl od velmi tvrdého diamantu a měkkého grafitu) a matný vzhled.[2][3]

Příkladem amorfního uhlíku jsou saze, v nichž průměr základní částice činí cca 10–100 nm (použití při výrobě pryže). Přirozeným výskytem uhlíku v přírodě jsou karbonátové usazeniny, ropa a uhlí, kde byl uložen ve směsi grafitických forem s amorfním uhlíkem.[1]

Formy sp2 jsou typické pórovitou strukturou s velkým povrchem a využívají se jako adsorbenty, při katalýze či v elektrodách. Staly se např. základem přípravy aktivního uhlí. Formy sp3 fungují jako izolanty a jsou tvrdé. Uplatňují se v elektronice, aplikovat je lze ve formě ochranného filmu. Skupinou amorfního uhlíku jsou uhlíkové klastry, s většinou sp3 vázaných atomů a některými typickými vlastnostmi diamantu, označované za diamond-like carbon (DLC, amorfní diamantu podobný uhlík[4]). Ty našly využití při skladování dat i piva, či ve formě biokompatibilního filmu u protéz.[2] Amorfní uhlík se také stal substrátem pro výrobu krystalické umělé formy tzv. Q-uhlíku (2015), údajně tvrdšího a jasnějšího než přírodní diamant.[5]

Reference

  1. ↑ a b Uhlík [PDF]. Oddělení povrchového inženýrství, Fakulta strojní, Západočeská univerzita v Plzni [cit. 2019-04-06]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2019-04-06. 
  2. ↑ a b Karel Berka. Uhlíkový nanosvět [PDF]. Katedra fyzikální chemie a Regionální centrum pro pokročilé technologie a materiály, Univerzita Palackého v Olomouci [cit. 2019-04-06]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2019-04-06. 
  3. ↑ J. Fiala, J. Buchtele, P. Jelínek, S. Nìmeèek. STRUKTURA PYROLYZNÍHO UHLÍKU VE SLÉVÁRENSKÝCH FORMÁCH [PDF]. Materials Structure, vol. 7, number 2 (2000) [cit. 2019-04-06]. S. 92. Dostupné online. 
  4. ↑ Jan Rosa, Milan Vaněček. DIAMANTOVÉ VRSTVY – PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE [PDF]. Fyzikální ústav AV ČR, Praha [cit. 2019-04-06]. Dostupné online. 
  5. ↑ Nový materiál je tvrdší než diamant. epochalnisvet.cz [online]. Epochální svět, 2016-02-29 [cit. 2019-04-06]. Dostupné online.