Hiilestä (ja sen muodoista) tietoa
Hiili C (carbon)
- alkuaineena eri muotoja (timantti, grafiitti jne.)
- orgaaninen kemia, hiiliyhdisteiden kemiaa (- eliö eli organismi, C elollisen luonnon tärkeä alkuaine)
- orgaaniset yhdisteet sis. hiiltä ja vetyä
- molekyyliyhdisteitä, esim.metaani
- hiilen 4 sidosta (4 "kättä", uloimmalla kuorella 4 elektronia)
- renkaita, suoria ja haarautuvia ketjuja - miljoonia yhdisteitä
- elävät organismit, kasvit ja eläimet sis. hiiltä
- hiilen kiertokulku: yhteyttäminen (fotosynteesi)?, palaminen, lahoaminen, maatuminen
HIILI
Alkuainehiilen esiintymismuodot tutuiksi:
1. Timantti
- kovinta luonnossa
- pyramidimainen rakenne!
- kova paine ja korkea lämpötila (150-200 km syvyydessä)
- valontaittokyky (korut)
- lasin leikkuu, metallityöt (porien terät), timanttikalvoja - valmistus synteettisesti
- johtaa lämpöä
- ei johda sähköä
2. Grafiitti
- yleisin muoto
- pehmeää, tumman harmaa, tahraava (noki, puuhiili)
- päällekkäisiä levyjä (levyissä hiiliatomien muodostamia renkaita), monta grafeenikerrosta päällekkäin (ks.seur.kohta)
- lyijykynän "lyijy"
- lääkehiili, aktiivihiili, piirroshiili
- "liukasta", päällystetään laakereita
- johtaa sähköa, elektrodimateriaali
- johtaa lämpöä
Materiaalitekniikan tutkituimmat aineet: grafeeni, fullereeni ja nanoputki !!!! Kuuminta hottia!
3. Grafeeni
- löydetty v. 2004
- yhden atomin paksuinen hiiliatomiverkko (hiiliatomi tiukasti kiinni 3 muun hiiliatomin kanssa)
- korkea vetolujuus, lujin ja kestävin materiaali, n. 200 kertaa terästä kestävämpää
- kevyttä
- joustaa, venyy
- grafiitin yksittäinen taso (lyijykynän piirtojälki)
- aurinkokennot
- kosketusnäytöt
- hyvä lämmön- ja sähkönjohde
- valo kulkee läpi hyvin
- kierrätettävää, myrkytön, ympäristöystävällinen
käyttö:
-https://www.youtube.com/watch?v=BvywtePz-_w
4. Fullereeni
- pallomainen rakenne; 5- ja 6- renkaita, "jalkapallo"
- grafeenin pallomainen rakenne
- C60
- suprajohde (johtaa sähköä ilman vastusta alhaisissa lämpötiloissa)
5. Hiilinanoputki
- rullalle kierrettyä grafeenia
- "putkia", erittäin luja rakenne
- nm on miljardisosa metri
- johtaa, kestää, taipuu, joustaa - monia mahdollisuuksia!
- alkuaineena eri muotoja (timantti, grafiitti jne.)
- orgaaninen kemia, hiiliyhdisteiden kemiaa (- eliö eli organismi, C elollisen luonnon tärkeä alkuaine)
- orgaaniset yhdisteet sis. hiiltä ja vetyä
- molekyyliyhdisteitä, esim.metaani
- hiilen 4 sidosta (4 "kättä", uloimmalla kuorella 4 elektronia)
- renkaita, suoria ja haarautuvia ketjuja - miljoonia yhdisteitä
- elävät organismit, kasvit ja eläimet sis. hiiltä
- hiilen kiertokulku: yhteyttäminen (fotosynteesi)?, palaminen, lahoaminen, maatuminen
HIILI
Alkuainehiilen esiintymismuodot tutuiksi:
1. Timantti
- kovinta luonnossa
- pyramidimainen rakenne!
- kova paine ja korkea lämpötila (150-200 km syvyydessä)
- valontaittokyky (korut)
- lasin leikkuu, metallityöt (porien terät), timanttikalvoja - valmistus synteettisesti
- johtaa lämpöä
- ei johda sähköä
2. Grafiitti
- yleisin muoto
- pehmeää, tumman harmaa, tahraava (noki, puuhiili)
- päällekkäisiä levyjä (levyissä hiiliatomien muodostamia renkaita), monta grafeenikerrosta päällekkäin (ks.seur.kohta)
- lyijykynän "lyijy"
- lääkehiili, aktiivihiili, piirroshiili
- "liukasta", päällystetään laakereita
- johtaa sähköa, elektrodimateriaali
- johtaa lämpöä
Materiaalitekniikan tutkituimmat aineet: grafeeni, fullereeni ja nanoputki !!!! Kuuminta hottia!
3. Grafeeni
- löydetty v. 2004
- yhden atomin paksuinen hiiliatomiverkko (hiiliatomi tiukasti kiinni 3 muun hiiliatomin kanssa)
- korkea vetolujuus, lujin ja kestävin materiaali, n. 200 kertaa terästä kestävämpää
- kevyttä
- joustaa, venyy
- grafiitin yksittäinen taso (lyijykynän piirtojälki)
- aurinkokennot
- kosketusnäytöt
- hyvä lämmön- ja sähkönjohde
- valo kulkee läpi hyvin
- kierrätettävää, myrkytön, ympäristöystävällinen
käyttö:
-https://www.youtube.com/watch?v=BvywtePz-_w
4. Fullereeni
- pallomainen rakenne; 5- ja 6- renkaita, "jalkapallo"
- grafeenin pallomainen rakenne
- C60
- suprajohde (johtaa sähköä ilman vastusta alhaisissa lämpötiloissa)
5. Hiilinanoputki
- rullalle kierrettyä grafeenia
- "putkia", erittäin luja rakenne
- nm on miljardisosa metri
- johtaa, kestää, taipuu, joustaa - monia mahdollisuuksia!