1。ダイヤモンド:
* 構造: 炭素原子の剛性の3次元ネットワークは、四面体結合しました(各炭素原子は他の4つの炭素原子に結合されます)。これにより、強力で密集した構造が作成されます。
* プロパティ: 非常に硬く、高い屈折率(その輝きを与えます)、優れた熱伝導率、および電気の絶縁体。
* 使用: ジュエリー、切削工具、掘削ビット、半導体。
2。グラファイト:
* 構造: 層状構造は、炭素原子の六角形の輪で構成される層状に結合されています。層は、弱いファンデルワールスの力によってまとめられます。
* プロパティ: 柔らかく、滑りやすい(層間の結合が弱いため)、電気の良好な導体(非局在電子による)、比較的不活性。
* 使用: 鉛筆鉛、潤滑剤、電極、複合材料。
3。グラフェン:
* 構造: 六角形の格子に配置された炭素原子の単一層、本質的にはグラファイトの単一シート。
* プロパティ: 非常に強くて薄く、熱と電気の優れた導体、光学的に透明で柔軟です。
* 使用: エレクトロニクス、複合材料、センサー、エネルギー貯蔵。
4。 fullerene:
* 構造: 閉じた、炭素原子のケージのような構造、最も有名なのは「バッキーボール」(C60)です。他のフラーレンは、異なる数の炭素原子と幾何学を備えて存在します。
* プロパティ: 特定のフラーレンによって異なりますが、一般に良好な電気伝導率、薬物送達やその他の用途の可能性があります。
* 使用: ナノ材料、薬物送達、太陽電池、触媒。
5。カーボンナノチューブ:
* 構造: 巻き上げられたグラフェンシートの円筒構造。それらは単一壁または多壁にすることができます。
* プロパティ: 非常に強く、高い電気伝導率、良好な熱伝導率、高いアスペクト比(長さと直径)。
* 使用: エレクトロニクス、複合材料、センサー、エネルギー貯蔵。
6。アモルファス炭素:
* 構造: 長距離注文のない炭素の非結晶型。その起源と準備に応じて、さまざまな構造を持つことができます。
* プロパティ: 特定の形式によって異なりますが、一般に順序が少なく、結晶形よりも強くなります。
* 使用: 木炭、活性炭、カーボンブラック(タイヤとインクで使用)。
重要な違い:
炭素の異なる同種は、それらの明確な構造のために非常に異なる特性を持っています。
* 結合: 炭素原子が互いに結合される方法(単一、二重結合、または三重結合)は、材料の強度と柔軟性に大きな影響を与えます。
* 次元: 炭素原子が接続されている寸法の数(1D、2D、または3D)は、その特性に影響します。
* 結晶構造: 空間内の原子の配置(例:六角形、四面体)は、硬度、導電率、光学特性などの材料の特性に影響します。
これらの構造の違いは、各同種ロープに幅広いアプリケーションにつながります。