Get Adobe Flash player

Новини сайту

Сайт знаходиться на стадії розробки і наповнення

Статті

           Вуглець - практично єдиний елемент, який має три типи гібридизації атомних орбіталей: sp3sp2  та sp, що дає змогу взаємодіяти його атомам з утворенням молекулярних тривимірних (об’ємних), двовимірних (площинних) та одновимірних (лінійних) структур. За одним із типів гібридизації ковалентні зв’язки як такі реалізуються у кристалічних формах вуглецю – алмазі та лонсдейліті (sp3) і графіті (sp2), а також у лінійній формі – карбіні (sp).

В аморфному вуглеці реалізуються всі три типи зв’язків. Враховуючи те, що аморфний вуглець (технічний вуглець, сажа, вугілля-сирець та ін.) доволі легко отримати з його сполук (наприклад, з органічних шляхом піролізу), але важко кристалізувати до алмазу чи графіту (потрібні високі тиски і температури), існує широкий спектр аморфно-кристалічних (турбостратних) матеріалів, привабливих за своїми характеристиками. Серед таких – різновиди активованого вугілля, скловуглецю, пірографіту та ін.

Останнім часом було виявлено нові алотропні модифікації вуглецю – фулерени, нанотрубки, конуси, оніони тощо. Їх існування завдячено утворенню зв’язків між атомами вуглецю за рахунок деформованих sp2-гібридізованих орбіталей, в результаті чого площинні структури здатні замикатися у геометрично правильні утворення – кулі, циліндри, конуси, а також у їх змішані форми. Відкриття таких модифікацій вуглецю, зокрема фулеренів (1985 р.) і нанотрубок (1991 р.) та їх незвичайні властивості обумовили різке зростання інтересу до них з боку наукової спільноти та вивело на якісно новий рівень розробку вуглецевих матеріалів, а також їх впровадження в різні сфери практичної діяльності. Зокрема, вже створенно нові композитні матеріали з покращеними експлуатаційними характеристиками, принципово нові елементи для оптики, електроніки та оптоелектроніки, більш ефективні сорбенти і каталізатори, ліки та засоби їх адресної доставки до певних органів; ці вуглецеві матеріали використовуються як вектори генної інженерії, медичний наноінструментар тощо.

Разом з вивченням нещодавно виявлених алотропних модифікацій вуглецю активно продовжуються та розвиваються дослідження відомих і, як здається, добре вивчених традиційних вуглецевих матеріалів. Так, розширено застосування матеріалів на основі полікристалічного графіту у термостійких деталях та вузлах, хімічно стійких, антифрикційних та ущільнюючих системах, а також як сировини для приготування штучних алмазів і наноалмазів. Значним є попит в енергетиці на квазімонокристалічний графіт різного ступеня чистоти, скловуглець, пірографіти.

До вуглецевих матеріалів слід віднести різновиди природного вугілля (кам’яне, буре, солоне та ін.), а також продукти переробки кам’яного вугілля – ливарні та пекові кокси. На основі деревинного та природного вугілля створена розвинута індустрія виробництва вуглецевих адсорбентів і каталізаторів, які є пористими речовинами з надзвичайно розвиненою питомою поверхнею. Останнім часом для приготування вуглецевих сорбентів використовують полімерні матеріали (ко-полімери, смоли), у тому числі відпрацьовані вироби з них та відходи (гума, пластикова тара тощо).

На основі пеків і синтетичних волокон в другій половині ХХ сторіччя розроблено волокнисті вуглецеві матеріали, які стали елементом багатьох композиційних систем разом з полімерними, вуглецевими та металевими матрицями. Поява таких композитів визначила прогрес в авіаційній і космічній галузях. Вуглецеві волокна, джгути, тканини, повсть та інші неткані вироби є найкращими компонентами армування при створенні новітніх матеріалів, які призначені для експлуатації в жорстких умовах (високі температури, тиски, агресивні середовища, радіаційні навантаження тощо). Останнім часом створився великий попит на низькощільні вуглецеві матеріали: технічний вуглець/сажа, аерогелі, терморозширений графіт (ТРГ) або пінографіт. Так, ТРГ є основою створення нових конструкційних матеріалів, які зберігають властивості графіту та збільшують пружність й пластичність. Використання ТРГ постійно зростає, задовольняючи величезний попит на ущільнюючі та корозієстійкі вироби для енергетики, транспорту, водо- та теплозабезпечення, вогнезахисті та радіопоглинаючі покриття і фарби, екологозахисні сорбенти та каталізатори.

Починаючи з 50-х років минулого сторіччя, коли було синтезовано перші штучні алмази, інтерес до цього унікального алотропного різновиду вуглецю постійно зростає. Штучні алмази широко використовуються як найкращі абразиви. Останнім часом синтезують як високочисті монокристали алмазу, так і алмазні плівки, які є перспективною елементною базою для оптичних приладів, потужних лазерів, напівпровідникових приладів і т.п.

Безмежна перспектива для вивчення та використання наноструктурних форм вуглецю відкрилась з синтезом і масштабним виробництвом фулеренів, нанотрубок та графену. Незважаючи на нетривалий час з моменту їх відкриття, результати численних фундаментальних досліджень свідчать, що саме ці матеріали здатні привести до революційних змін в матеріалознавстві, електроніці, хімічній технології, біології та медицині. Тому в США, Японії, Китаї, країнах ЄС, Росії вже існують і фінансуються довгострокові цільові програми в області хімії та технології простих сполук і наноструктурних форм вуглецю, за якими працюють багато наукових і промислових організацій.

Україна має традиційно розвинену наукову та промислову базу, яка дозволяє проводити інтенсивну діяльність з синтезу, вивчення та виробництва вуглецевих матеріалів (технічний вуглець, графіти, вуглеграфітні матеріали, вуглець-вуглецеві композити, вироби з природного вугілля і вуглецеві сорбенти, штучні алмази та наноалмази, вуглецеві волокна та тканини, фулерени, терморозширений графіт, нанотрубки, нановолокна та ін.). З ряду напрямків наша країна утримує пріоритети, і існуючі науково-технологічні розробки слід інтенсивніше розвивати та раціонально використовувати на користь власної економіки. Ми маємо всі можливості для збереження гідного місця серед провідних країн світу в сфері створення та виробництва вуглецевої продукції різного призначення.

В сучасних економічних умовах спрацьовування формули науково-технічного прогресу «дослідження – розробка – виробництво – споживання» все більше визначається останньою ланкою, тобто споживачем вуглецевої продукції. Тому  нормально працююча економіка країни, зокрема підприємства атомної енергетики, металургії, ТЕК та ін., які широко використовують матеріали вуглецевого типу і зацікавлені в розробці та впровадженні нового асортименту виробів з вуглецю, може стати джерелом додаткового фінансування досліджень у зазначеному напрямі.

Створення громадської організації, яка має об’єднувати вчених і спеціалістів з вуглецевого напряму – Асоціації «Карбон» в Україні – є закономірним і вчасним кроком на шляху створення, дослідження, виробництва та споживання матеріалів і виробів на основі вуглецю. Її головна мета - консолідація діяльності вчених, промисловців, а також споживачів вуглецевої продукції, а коло основних завдань включає:

-    інформаційне забезпечення членів/учасників Асоціації;

-  проведення громадської експертизи наукових проектів, програм, технічних рішень тощо;

-  виявлення та підтримка пріоритетних наукових напрямів хімії та технології вуглецю, матеріалів і виробів на його основі;

-  проведення наукових семінарів, конференцій, навчальних заходів, видання наукових праць з вуглецевої тематики;

- координація наукової та технологічної діяльності з вуглецевої тематики, яка здійснюється індивідуальними (фізичними особами) й колективними (інститутами, підприємствами, іншими організаціями) членами/учасниками Асоціації.

            Передбачається, що діяльність Асоціації сприятиме впровадженню наукових і технологічних розробок у практику, а також успішній реалізації вітчизняної «вуглецевої» продукції не тільки в країні, а й на зовнішніх ринках.

Наша Асоціація запрошує спеціалістів і організації вуглецевого напряму стати її членами та активно співпрацювати для виконання зазначених завдань й досягнення поставлених цілей.

                                               Микола Картель,

                                               президент Асоціації «Карбон» в Україні,

                                               Академік Національної академії наук України

 

 

Наші дані:

Повна назва: Громадська організація «Асоціація «Карбон» в Україні»

Свідоцтво про реєстрацію Міністерства юстиції України № 0079-2009 Г.О.

Свідоцтво про державну реєстрацію: Серія А01 № 250402

Ідентифікаційний код: 36546616

Юридична адреса: 03164 Київ, вул. Генерала Наумова, 17

Президент Асоціації – Картель Микола Тимофійович

Віце-президент – Щур Дмитро Вікторович

Учений секретар – Приходько Геннадій Прохорович