Использовался углерод в промышленности еще глубокой древности, когда кузнецы применяли его при выплавке металлов. Широко известны две аллотропные модификации химического элемента – алмаз, используемый в ювелирной и промышленно отраслях, а также графит, за открытие которого недавно была присуждена Нобелевская премия. Еще Антуан Лавуазье проводил первые опыты с так называемым чистым углем, затем его свойства частично изучила группа ученых – Гитон де Морво, собственно сам Лавуазье, Бертолле и Фуркруа, которые описали свой опыт в книге «Метод химической номенклатуры».
Впервые свободный углерод вывел англичанин Теннант, который пропустил пары фосфора над раскаленным мелом и получил фосфат кальция вместе с углеродом. Продолжил опыты британского коллеги француз Гитон де Морво. Он осторожно нагрел алмаз, в результате чего превратил его в графит и после в угольную кислоту.
Углерод обладает довольно разнообразными физическими свойствами по причине образования химических связей различного типа. Уже известно, что данный химический элемент постоянно образуется в нижних слоях стратосферы, а его свойства еще с 50-х годов обеспечили углероду место на АЭС и в атомных водородных бомбах.
Физики выделяют несколько форм или структур углерода: тетрическую, тригональную и диагональную. У него есть и несколько кристаллических вариаций – алмаз, графен, графит, карбин, лонсдейлит, наноалмаз, фуллерен, фуллерит, углеродное волокно, нановолокно и нанотрубки. Есть формы и у аморфного углерода: активированный и древесный уголь, ископаемый уголь или антрацит, камменоугольный или нефтяной кокс, стеклоуглерод, техуглерод, сажа и углеродная нанопленка. Физики также разделяют и коластерные вариации – астралены, диуглероды и углеродные наноконусы.
Углерод довольно инертен в условиях отсутствия экстремальных температур, а при достижении их верхнего порога способен соединяться с другими химическими элементами, проявляя сильнейшие восстановительные свойства.
Пожалуй, наиболее известным применением углерода является карандашная промышленность, где его смешивают с глиной для меньшей ломкости. Его применяют и в качестве смазочного средства при очень высоких или низких температурах, а высокая температура плавления дает возможность изготавливать из углерода прочные тигли для заливки металлов. Графит также прекрасно проводит электрический ток, что дает большие перспективы для применения его в электронике.
