El carbono no tiene que estar en forma de diamante para ser enormemente útil. De hecho, es difícil imaginar un material más útil que el carbono. ¿Dónde empiezo?
• ¿Considera que el acero es un producto útil? El carbono es un componente esencial del acero; agregar la cantidad justa de carbono al hierro fundido es lo principal que le da resistencia al acero. El carbono también se usa para reducir los minerales metálicos en metal, ya que a altas temperaturas el carbono tiene más afinidad por el oxígeno que los átomos metálicos; así que no es solo para fabricar acero, sino para fabricar muchos metales diferentes de los que dependemos.
• Electrodos para baterías. Ya sea una batería recargable de iones de litio o una batería desechable común (carbono-zinc), el grafito se usa para un electrodo.
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• Materiales compuestos fuertes. Los plásticos reforzados con fibra de carbono son cada vez más importantes porque pueden reducir el peso de los automóviles (para un mejor rendimiento de la gasolina) sin disminuir su resistencia. Y se han utilizado durante mucho tiempo en el sector aeroespacial, ya que la relación resistencia / peso es incluso mejor que el aluminio; Boeing Dreamliner debe gran parte de su eficiencia de combustible al uso de compuestos de carbono. Los plásticos reforzados con fibra de carbono están apareciendo en bicicletas, arcos de violín, aspas de helicóptero, estuches para computadoras portátiles, cañas de pescar, palos de golf, altavoces …
• Llantas. Hay una razón por la que los neumáticos son negros; La adición de carbono (y azufre) al caucho mejora en gran medida las propiedades del material.
• Forros de freno o zapatas de freno.
• Materiales refractarios; El carbono (en forma de grafito) es una materia increíblemente alta temperatura si no está expuesto al oxígeno, y es uno de los mejores conductores de calor, por lo que puede usarse para revestir un alto horno o hacer un crisol que pueda transportar acero fundido desde Cucharón para moldear. Esto es en realidad, en miles de toneladas utilizadas por año, el mayor consumidor de grafito natural.
• Hablando de grafito, ¡los lápices son bastante útiles! El “plomo” del lápiz no está hecho del elemento plomo, por supuesto. El lápiz de plomo está hecho de grafito en polvo y arcilla.
• Los reactores nucleares usan grafito como matriz y como moderador de neutrones. El primer reactor nuclear, construido en la Universidad de Chicago, era casi completamente de grafito. Es interesante que este uso de carbono signifique menos emisiones de dióxido de carbono por la quema de combustibles fósiles.
• El carbón activado se utiliza para la purificación de agua, purificación de gases, tratamiento de aguas residuales, filtros en máscaras de gas y respiradores, remediación de aguas subterráneas, en cualquier lugar donde sus inmensas propiedades de adsorción por gramo puedan atrapar las cosas malas y dejar atrás las cosas buenas. Se usa para tratar el envenenamiento de muchos tipos de venenos, especialmente si no sabe qué veneno se ingirió. El hecho de que el carbono elemental sea tan no tóxico da lugar a muchos usos.
• Otra cosa que puede hacer con el carbón activado es usarlo como material de electrodo en un supercondensador o ultracondensador . Estos son dispositivos que almacenan electricidad estática, como una batería pero sin reacciones químicas, y tienen una vida útil de cientos de miles de ciclos y una velocidad de carga y descarga mucho mayor que las baterías convencionales. Elon Musk comenzó su programa de doctorado en Stanford con la intención expresa de encontrar una manera de dar a los ultracondensadores una densidad de energía comparable a las baterías, ya que eso eliminaría algunos inconvenientes para los vehículos eléctricos. (A diferencia de una batería, los ultracondensadores durarían mucho más que la vida útil de un automóvil y podrían recargarse en segundos en lugar de horas). Un sistema de autobuses en China ya está utilizando ultracondensadores, donde se recargan rápidamente en cada parada.
Esta lista ni siquiera comienza a tocar todas las cosas geniales que se están haciendo con bolas de bucky, nanotubos de carbono y grafeno. El carbono elemental es uno de los elementos más útiles del planeta.