O carbono elemental na natureza aparece principalmente como carbono amorfo, grafito ou diamante. O grafito está conformado de láminas de carbonos unidos en forma de exágono superpostas e no diamante a estrutura é de cristais de átomos de carbono unidos formando tetraedros.

 Existen materiais de carbono artificiais que se empregan en nanotecnoloxía, a ciencia das aplicacións de moléculas ou estruturas de tamaño moi pequeno, nanométrico, é dicir 10^-9 m.

O GRAFENO

O grafeno é unha monocapa de átomos de carbono unidos formando exágonos dun cuarto de nanómetro. Descuberto por André Geim, Konstantin Novoselov e colaboradores en 2004 exfoliando grafito con cinta adhesiva. É un claro exemplo de serendipia ou influencia da sorte na ciencia. Este descubrimento deulles o Premio Nobel De Física en 2010.

Os materiais bidimensionais presentan propiedades moi diferentes ó material orixinal tridimensional. O grafeno presenta un conxunto de propiedades superlativas como a dureza, transparencia, condutividade, flexibilidade, lixeireza e impermeabilidade. Esta combinación única de propiedades permite intuir o gran potencial deste material na mellora de dispositivos como baterías, pantallas flexibles, sensores, filtros moleculares, implantes, retinas artificiais... Recentemente un grupo de investigadores do CIQUS de Santiago,  liderados por Diego Peña Describiu a preparación dun grafeno nanoporoso, que presenta poros de tamaño nanométrico distribuídos de forma uniforme na monocapa, que podería empregarse como filtro molecular para a separación de gases ou para a potabilización da auga.

Wikipedia. CC BY SA

NANOTUBOS DE CARBONO

Se enrolamos unha lámina de grafeno obtemos un nanotubo de carbono, material descuberto no ano 1991. Os nanotubos do tipo armchair presentan condutividade metálica, mentres que os demais tipos son semicondutores. Poden server para crear cables máis resistentes que o aceiro.

Wikipedia. CC BY SA

FULLERENOS

Son estruturas esféricas de pentágonos i exágonos de carbono formando unha especie de balón de fútbol. Poden atoparse naturalmente nas nebulosas estelares, especialmente na contorna de xigantes vermellas e poden xerarse no laboratorio  evaporando cun láser mostras de grafito. O seu descubrimento supuxo o premio Nobel de Química de 1996 para Harold Kroto, Richard Smalley e Robert Curl.  Hoxe en día coñécense miles de fullerenos difererntes que se empregan en aplicacións como células solares ou materiais supercondutores.

Wikipedia.NASA. Public domain.