ในความเป็นจริงองค์ประกอบเดียวกับที่บรรพบุรุษยุคก่อนประวัติศาสตร์ของเราเผาเป็นถ่านอาจเป็นกุญแจสําคัญของวัสดุเทคโนโลยียุคใหม่ในปี 1985 ริค สมอลลีย์ และโรเบิร์ต เคิร์ล แห่งมหาวิทยาลัยไรซ์ในเท็กซัสและเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบคาร์บอนรูปแบบใหม่ โดยการระเหยกราไฟท์ด้วยเลเซอร์นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างโมเลกุลใหม่ลึกลับที่ทําจากคาร์บอนบริสุทธิ์ตามที่สมาคมเคมีอเมริกัน โมเลกุลนี้กลายเป็นทรงกลมรูปลูกฟุตบอลที่ทําจาก 60 อะตอมคาร์บอน ทีมวิจัยตั้งชื่อการค้นพบของพวกเขาว่า
buckminsterfullerene หลังจากสถาปนิกผู้ออกแบบโดม geodesic โมเลกุลเป็นที่รู้จักกันทั่วไป
ว่า “บัคกี้บอล” นักวิจัยที่ค้นพบมันได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1996 Buckyballs พบว่ายับยั้งการแพร่กระจายของเชื้อเอชไอวีตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2009 ในวารสารข้อมูลเคมีและการสร้างแบบจําลอง นักวิจัยทางการแพทย์กําลังทํางานเพื่อแนบยาโมเลกุลโดยโมเลกุลเพื่อ buckyballs เพื่อส่งยาโดยตรงไปยังสถานที่ของการติดเชื้อหรือเนื้องอกในร่างกาย; ซึ่งรวมถึงการวิจัยโดยมหาวิทยาลัยโคลัมเบียมหาวิทยาลัยไรซ์และอื่น ๆ ในปี 2021 นักวิจัยนําโดย Yongjun Tian แห่งมหาวิทยาลัย Yanshan ในประเทศจีนพบว่าด้วยการบีบอัดบัคกี้บอลพวกเขาสามารถทําให้วัสดุที่ไม่ใช่ผลึกที่ยากที่สุดเท่าที่เคยเห็นมาเกือบจะแข็งเท่าเพชร
นักวิทยาศาสตร์ที่มีแบบจําลองโมเลกุลเคมีของบัคกี้บอล (เครดิตภาพ: davidf ผ่าน Getty รูปภาพ)
โมเลกุลคาร์บอนบริสุทธิ์ใหม่อื่น ๆ ที่เรียกว่า fullerenes – ได้รับการค้นพบรวมถึง ”buckyeggs” รูปวงรีและท่อนาโนคาร์บอนที่มีคุณสมบัตินําไฟฟ้าที่น่าทึ่ง เคมีคาร์บอนยังคงร้อนพอที่จะจับรางวัลโนเบล: ในปี 2010 นักวิจัยจากญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาได้รับรางวัลหนึ่งสําหรับการหาวิธีการเชื่อมโยงอะตอมคาร์บอนเข้าด้วยกันโดยใช้อะตอมแพลเลเดียมซึ่งเป็นวิธีการที่ช่วยให้การผลิตโมเลกุลคาร์บอนขนาดใหญ่และซับซ้อนตามมูลนิธิโนเบล
นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกําลังทํางานร่วมกับวัสดุนาโนคาร์บอนเหล่านี้เพื่อสร้างวัสดุที่ตรงออกมาจากนิยายวิทยาศาสตร์ กระดาษปี 2010 ในวารสาร Nano Letters รายงานการประดิษฐ์สิ่งทอที่ยืดหยุ่นและนําไฟฟ้าจุ่มลงใน “หมึก” ของท่อนาโนคาร์บอนที่สามารถใช้ในการเก็บพลังงานอาจปูทางสําหรับแบตเตอรี่ที่สวมใส่ได้เซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ หมึกพิมพ์มีวางจําหน่ายในเชิงพาณิชย์จาก บริษัท จัดหาสารเคมี
บางทีหนึ่งในพื้นที่ที่ร้อนแรงที่สุดในการวิจัยคาร์บอนในปัจจุบัน, อย่างไรก็ตาม, เกี่ยวข้องกับกราฟีน “
วัสดุมหัศจรรย์” กราฟีนเป็นแผ่นคาร์บอนเพียงหนึ่งอะตอมหนา มันเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งที่สุดที่รู้จักในขณะที่ยังคงเป็นแสงพิเศษและมีความยืดหยุ่น และมันนําไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง นักวิทยาศาสตร์ยังคงค้นพบคุณสมบัติใหม่ของกราฟีน ตัวอย่างเช่นในปี 2020 นักวิจัยรายงานในวารสาร Nature Physics ว่าโดยการซ้อนกราฟีนในทางที่ถูกต้องพวกเขาสามารถทําให้มันเป็นแม่เหล็กได้
กราฟีนที่ผลิตจํานวนมากเป็นความท้าทาย, แม้ว่านักวิจัยในเดือนเมษายน 2014 รายงานว่าพวกเขาสามารถทําจํานวนมากโดยใช้อะไรแต่เครื่องปั่นห้องครัว. ในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์ที่ TU Delft ในเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนาแบบจําลองทางคณิตศาสตร์เพื่อเป็นแนวทางในการผลิตขนาดใหญ่ หากนักวิทยาศาสตร์สามารถหาวิธีทํากราฟีนจํานวนมากได้อย่างง่ายดายวัสดุอาจกลายเป็นขนาดใหญ่ในเทคโนโลยี ลองนึกภาพแกดเจ็ตที่ยืดหยุ่นและไม่แตกหักซึ่งเกิดขึ้นเป็นกระดาษบาง คาร์บอนมาไกลจากถ่านและเพชรแน่นอน
ท่อนาโนคาร์บอนภาพที่แสดงผลของท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (เครดิตภาพ: ogwen ผ่าน Shutterstock)ท่อนาโนคาร์บอน (CNT) เป็นโครงสร้างที่ไร้ค่าเหมือนฟางที่ทําจากอะตอมคาร์บอน หลอดเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์แม่เหล็กและเครื่องจักรกลที่หลากหลาย เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล่านี้มีขนาดเล็กมากจนวัดเป็นนาโนเมตร นาโนเมตรเป็นหนึ่งพันล้านของเมตร — ประมาณ 10,000 ครั้งเล็กกว่าเส้นผมของมนุษย์.ท่อนาโนคาร์บอนมีความแข็งแรงกว่าเหล็กอย่างน้อย 100 เท่า แต่มีเพียงหนึ่งในหกเท่านั้นที่หนักดังนั้นพวกเขาจึงสามารถเพิ่มความแข็งแรงให้กับวัสดุเกือบทุกชนิดตาม UnderstandingNano.com พวกเขายังดีกว่าทองแดงในการนําไฟฟ้าและความร้อน
นาโนเทคโนโลยีกําลังถูกนําไปใช้กับการแสวงหาที่จะเปลี่ยนน้ําทะเลเป็นน้ําดื่ม ในการศึกษาใหม่นักวิทยาศาสตร์ที่ Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ได้พัฒนากระบวนการท่อนาโนคาร์บอนที่สามารถนําเกลือออกจากน้ําทะเลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม
ตัวอย่างเช่นกระบวนการกลั่นน้ําทะเลแบบดั้งเดิมปั๊มในน้ําทะเลภายใต้แรงดันสูงส่งผ่านเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส เยื่อหุ้มเหล่านี้จึงปฏิเสธอนุภาคขนาดใหญ่ทั้งหมดรวมถึงเกลือทําให้น้ําสะอาดผ่านเท่านั้น อย่างไรก็ตามโรงกลั่นน้ําทะเลเหล่านี้มีราคาแพงมากและสามารถประมวลผลได้ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์
credit : mastersvo.com, montblanc–pens.com, moshiachblog.com, nemowebdesigns.com, neottdesign.com, NeworleansCocktailBlog.com, nflchampionshipblog.com, nsyncwebguide.com, odessamerica.com, oldladytitties.com
