Chimie des allotropes de carbone

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Description

Cette séance de cours couvre la chimie des allotropes du carbone, y compris le graphite, le charbon de bois, le charbon actif, le diamant, les fullerènes, les nanotubes de carbone et le graphène. Il discute de leurs propriétés, des méthodes de production, des applications et de leur importance historique. La séance de cours explore également les caractéristiques physiques et chimiques uniques de chaque allotrope, telles que la conductivité des nanotubes de carbone, la dureté du diamant et la force du graphène.

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Concepts associés (43)

Potential graphene applications include lightweight, thin, and flexible electric/photonics circuits, solar cells, and various medical, chemical and industrial processes enhanced or enabled by the use of new graphene materials. In 2008, graphene produced by exfoliation was one of the most expensive materials on Earth, with a sample the area of a cross section of a human hair costing more than

1,000 as of April 2008 (about

100,000,000/cm2). Since then, exfoliation procedures have been scaled up, and now companies sell graphene in large quantities.

Le groupe 14 du tableau périodique, autrefois appelé groupe B dans l'ancien système IUPAC utilisé en Europe et groupe A dans le système CAS nord-américain, contient les éléments chimiques de la , ou groupe, du tableau périodique des éléments : {| class="wikitable" style="text-align:left" |- ! Période ! colspan="2" | Élément chimique ! Z ! Famille d'éléments ! Configuration électronique |- | style="text-align:center" | 2 ! C | Carbone | style="text-align:right" | 6 | Non-métal | |- | style="text-align:center"

Un essai de compression mesure la résistance à la compression d'un matériau sur une machine d'essais mécaniques suivant un protocole normalisé. Les essais de compression se font souvent sur le même appareil que l'essai de traction mais en appliquant la charge en compression au lieu de l'appliquer en traction. Pendant l'essai de compression, l'échantillon se raccourcit et s'élargit. La déformation relative est « négative » en ce sens que la longueur de l'échantillon diminue.

Le graphène est un matériau bidimensionnel cristallin, forme allotropique du carbone dont l'empilement constitue le graphite. Cette définition théorique est donnée par le physicien en 1947. Par la suite, le travail de différents groupes de recherche permettra de se rendre compte que la structure du graphène tout comme ses propriétés ne sont pas uniques et dépendent de sa synthèse/extraction (détaillée dans la section Production).

La dureté d'un matériau est définie comme la résistance mécanique qu'un matériau oppose à la pénétration. Pour mesurer la dureté d'un matériau, un pénétrateur de faible déformabilité (cône ou sphère en diamant, carbure de tungstène lié au cobalt ou acier extra-dur) est enfoncé à la surface du matériau à tester avec une force connue pendant un temps donné. Plus l'empreinte laissée est petite, plus le matériau est dur. La dureté se mesure sur différentes échelles selon le type de matériau considéré.