Verleden en toekomst van carbon

jan - 23
2018

Verleden en toekomst van carbon

Carbon is een synoniem voor koolstof of koolstofvezel. Het is tevens het Engelse woord voor koolstof dat weer is afgeleid van de Latijnse naam voor houtskool: carbo.  Houtskool ontstaat door hout te verkolen; een proces dat in de prehistorie al is ontdekt en toegepast. Carbon is dus ontzettend oud en toch wordt het nu in de meest moderne technologieën toegepast. Nasa gebruikt carbon voor hun ruimtevaartprojecten, in de sportwereld zijn fietsen van carbon erg gewild vanwege hun lichtgewicht kwaliteiten . Ook in hockeysticks en golfclubs is carbon verwerkt net als in rolstoelen en racewagens.

Allotroop

Houtskool is een allotroop van carbon. Dat wil zeggen dat het een andere fysieke verschijningsvorm heeft. Andere allotropen van carbon zijn diamant en grafiet. Ook de fullereen is een allotroop van carbon. Fullerenen hebben een holle structuur die geheel uit carbonmoleculen bestaat. Er wordt nog volop onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van fullerenen – de allotroop werd pas in de jaren tachtig ontdekt –  maar hun eigenschappen maken ze erg geschikt voor elektronica maar ook vooral voor biomedische toepassingen.

Diamant

Diamanten ontstaan doordat carbon in de extreme hitte van het binnenste van de aarde en onder de enorme druk kristalliseert. Diamant is een van de hardste natuurlijke mineralen die er zijn. Er bestaan ook synthetische diamanten en dit zijn diamanten die kunstmatig worden gemaakt door carbon of koolstof in speciale persblokken samengedrukt en verhit.

Grafiet

Grafiet kennen de meeste mensen als de lange dunne stift waarmee je potlood schrijft. Het is een van de zachtste vaste stoffen en ontstaat als carbon wordt samengeperst. Grafiet geleidt electriciteit erg goed en als het is samengeperst glijden de lagen makkelijk over elkaar terwijl de sterkte binnen de laag groot is.

Stijfheid

Carbon heeft een aantal eigenschappen die er voor zorgen dat het uitermate geschikt is voor de productie van materialen die sterk en stijf moeten zijn en tegelijk licht in gewicht zijn. Een goed voorbeeld hiervan is de al eerder genoemde rolstoel. Carbonvezel oxideert namelijk niet, kan goed tegen extreme hitte en heeft een grote treksterkte.

Carbonvezels zijn nog dunner dan een haar op het hoofd van een mens. Ze worden gemaakt door acrylvezels onder zeer hoge temperaturen te verhitten tot alleen de koolstof overblijft. De sterkte van het garen wordt bepaald door de temperatuur die is gebruikt bij het verkolen. Hoe groter de hitte, des te sterker het garen.

Papier

De generatie van voor de printer en de computer kent zeer waarschijnlijk nog het carbonpapier en heeft het misschien zelf wel eens gebruikt. Dit doorslagpapier werd tussen twee blanco vellen in de typemachine gedraaid en daarmee kon de getypte tekst worden gekopieerd op het achterste blad.  De zwarte vingers die je er aan over hield als je het gebruikte, kwamen doordat de zwarte laag van carbonpapier bestaat uit koolstof met gedroogde inkt.