Nanoteknoloji (Bölüm 4)

                                 Karbon (C)


 Nanoteknolojide Karbon Atomunun Önemi:

Nanoteknoloji adına yapılan çalışmaların çoğu; karbon esaslı malzemeleri oluşturmaktadır.Nanobilim-nanoteknoloji deyince akla ilk önce karbon nanoyapılar gelir.Karbon atomu neden nanoteknoloji için bu kadar  önemlidir?

Simgesi C, atom sayısı 6, atom ağırlığı 12,0107 olan karbon, periyodik çizelgenin IVA grubunda yer alır.Karbon atomları kendi aralarında üç farklı bağlanma gösterir.Bunlar bağlanmaya katılan elektronlara göre sp, sp2 ve sp3 şeklinde olabilir.
sp bağlanmasında, karbon atomları birbiriyle doğrusal bir geometri oluştururlar.Örnek olarak asetilen molekülü verilebilir:

                                                                               asetilen

sp2 bağlanmasında, karbon atomları birbiriyle üçgen geometride bir yapı oluştururlar.Örneğin grafit plakalarda bu durum böyledir.
sp3 bağlanmasında ise karbon atomları birbiriyle piramit bir geometri oluştururlar.Örneğin, elmas kristalinde durum böyledir.

Karbon atomunun her bir farklı geometrik yapısı, farklı bir malzeme anlamına gelmektedir.

 

Yukarıdaki şekilde karbon atomunun allotropları (Aynı maddenin değişik kristal biçimlerine allotrop denir)  görülmektedir.
a=Elmas
b=Grafit
c=Altıgen Elmas
d,e ve f=fullerenler
g=Amorf Karbon
h=Karbon Nanotüp

                                                                Karbon Nanotüpler:

 Karbon nanotüplerin dışında, karbon nanotoplar, karbon nanoçubuklar, karbon nanohalkalar gibi yapılarda yapılabilir.Bu yapıların bazı kullanım alanları şöyle özetlenebilir:

1)Kimyasal ve genetik sonda
2)Mekanik hafıza
3)Nono cımbız(5 mikron)
4)Üstün duyarlılıkta algılayıcılar
5)Süper güçlü malzemeler
6)Hidrojen ve iyon depolama