از کربن بعنوان یکی از عناصر غیرفلزی یاد می‌شود و از آن به کرات نیز در دسترس است. این عنصر دارای شکل‌های مختلف بوده که از جمله می‌توان به الماس، گرافیت و فولرن اشاره کرد. در کنار این موارد کربن به خوبی می‌تواند با دیگر اتم‌ها واکنش نشان داده که این موضوع باعث ایجاد بسیاری از ترکیبات کربنی شده است. در حال حاضر مشتقات مختلفی از کربن وجود دارد که هر کدام از آنها از کاربردهای مختلفی برخوردار هستند. ما در ادامه‌ی مقاله به اختصار در خصوص این مشتقات صحبت خواهیم کرد. مرجع تخصصی مواد معدنی
انواع مشتقات کربن
مشتقات این ماده در اقسام مختلفی مانند گرافیت، الماس، آمورف یا کربن‌های بی‌شکل، فولرن، نانوالیاف، نانوهای کربنی و غیره وجود دارند که در ادامه به مهمترین آنها خواهیم پرداخت:
● گرافیت
این نوع از کربن به 3 شکل وجود دارد که از جمله می‌توان به فیلک، وین و آمورف اشاره کرد. تفاوت این نوع از گرافیت‌ها در درجه کربن آنهاست. بیشترین گرافیتی که وجود دارد آمورف نام دارد که بوسیله‌ی دگرگونی لایه‌های ذغال سنگ ایجاد می‌شود. از خاصیت‌های این نوع ماده می‌توان به روان‌کاری بسیار مناسب و مقاومت فشاری بالای آن اشاره کرد.
● گرافیت پیرولیتی
این نوع از کربن بسیار ویژه بوده و دقیقاً مانند یک فلز بلوری عمل می‌کند و در اکثر مواقع زمانی که فشار و دمای بالا مدنظر باشد ساخته می‌شود. دقت کنید که برای تولید گرافیت پیرولیتی باید گاز متان در پایین‌ترین فشار گرم شود و سپس به مرور زمان به گرافیت پیرولیتی تبدیل شود. منظم بودن این‌گونه از گرافیت‌ها یکی از ویژگی‌های این نوع از کربن به حساب می‌آید که در کمتر کربنی دیده می‌شود. ناگفته نماند با توجه به اینکه گرافیت پیرولیتی دارای خاصیت دیامغناطیس است به خوبی می‌توان از آن بعنوان تعلیق آهن‌ربا استفاده کرد.
● الماس
الماس 4 وجهی بوده و دارای اتم‌های کربن در یک پیوند هیبریدی SP3 است. این پیوند سبب شده است که الماس به یکی از سخت‌ترین ماده‌های موجود در طبیعت تبدیل شود. از این ماده سفت و سخت استفاده‌های مختلفی می‌شود که از جمله می‌توان به بکارگیری از آن در مته‌های حفاری نفت و گاز اشاره کرد. همچنین از الماس در تولید پنجره‌های فضاپیماها و بعضی قطعات موتورهای جت نیز استفاده می‌شود. این ماده فاکتورهای بسیار مهمی دارد که فرمول شیمیایی و ساختار کریستالی آن از مهمترین آنهاست.
● فولرن
این نوع از کربن در سال 85 میلادی کشف شده است که تقریباً می‌توان گفت که شبیه یک توپ فوتبال است. تعداد کربن استفاده شده در این ماده حدوداً 60 کربن است و به شکل کروی وجود دارد. به طور کلی می‌توان گفت که فولرن از 20 شش وجهی و 12 پنج وجهی بر روی یک سطح کاملاً منظم ایجاد می‌شود. همچنین ناگفته نماند که از فولرن برای مصارف تجاری استفاده خواهد شد که اکثراً در آزمایشگاه‌ها تولید می‌شود.
● نانوالیاف کربنی
این نوع از مشتقات کربن دارای قطرهای متفاوتی هستند که هر کدام از آنها بر عملکرد کربن اثرگذار خواهد بود. ضمن اینکه مدیریت بر روی قطر نانوالیاف‌های کربنی بسیار زمان‌بر نیز خواهد بود و در کنار آن باید هزینه‌های زیادی را هم متحمل شد. از این نوع کربن به خوبی می‌توان برای افزایش تقویت زمینه‌های مختلف پلمیری استفاده کرد. به طور کلی قطر این نانوالیاف‌های کربنی حداکثر 500 نانومتر است. ضمناً این نوع کربن دارای خاصیت‌های مختلفی هستند که از جمله می‌توان به خواص حرارتی، مکانیکی و الکتریکی اشاره کرد.
● نانولوله‌های کربنی
از دیگر مشتقات کربن می‌توان به نانولوله‌های کربنی اشاره کرد که در قالب‌های مختلف مورد مصرف قرار می‌گیرند. این نوع از کربن از جمله محکم‌ترین موادها به شمار می‌روند که از آن به راحتی می‌توان به جهت یک ماده‌ی پرکننده استفاده کرد. همچنین از نانولوله‌های کربنی در نمایشگرهای تشعشع میدانی یا صنعت الکترونیک نیز بهره گرفته می‌شود. گفتنی است که از این ماده برای تولید نانوماشین‌ها نیز بکارگیری خواهد شد.
● گرافن
ساده بودن ساختار گرافن از اولین ویژگی‌های این ماده محسوب می‌شود. در کنار این مورد فوق‌العاده هم محکم است. پژوهشگران این نوع از کربن را نیمه‌رسانا می‌دانند. از دیگر کاربردهای این ماده می‌توان به سبک و نازک بودن آن اشاره کرد. همچنین گرافن از قابلیت رسانای الکتریکی خوبی هم برخوردار است. از طرف دیگر با توجه به اینکه ساختار این ماده بسیار کوچک است، کمتر مولکولی می‌تواند از میان آن عبور کند. این نوع از مشتقات کربن هدایت گرمای بهتری نیز نسبت به مس یا نقره دارد.
