Carbonos grafitizables y no grafitizables

Los carbonos grafitizables y no grafitizables (o alternativamente, carbono grafitizable y no grafitizable) son las dos categorías de carbono producidas por la pirólisis de materiales orgánicos. Rosalind Franklin los identificó por primera vez en un artículo de 1951 en Proceedings of the Royal Society . ^{[ 1 ]} En este artículo, definió los carbonos grafitizables como aquellos que pueden transformarse en grafito cristalino al calentarse a 3000 °C (3270 K; 5430 °F) , mientras que los carbonos no grafitizables no se transforman en grafito a ninguna temperatura. Los precursores que producen carbono grafitizable incluyen el cloruro de polivinilo (PVC) y el coque de petróleo. El cloruro de polivinilideno (PVDC) y la sacarosa producen carbono no grafitizable. Las propiedades físicas de las dos clases de carbonos son bastante diferentes. Los carbonos grafitizables son blandos y no porosos, mientras que los carbonos no grafitizables son materiales duros y de baja densidad. Los carbones no grafitizables también se conocen como carbones duros o, de forma más coloquial, carbón vegetal . El carbono vítreo , también conocido como carbono vítreo, es otro ejemplo de material de carbono no grafitizable.

Los precursores de los carbonos grafitizables pasan por una fase fluida durante la pirólisis ( carbonización ). Esta fluidez facilita la movilidad molecular de las moléculas aromáticas, lo que da lugar a reacciones de polimerización deshidrogenativa intermolecular que crean moléculas aromáticas lamelares (en forma de disco). Estas se "asocian" para crear una nueva fase de cristal líquido, la llamada mesofase. Una fase fluida es el requisito principal para la producción de carbonos grafitizables. ^{[ 2 ]}

Los carbonos no grafitizables generalmente no pasan por una etapa fluida durante la carbonización. Desde la época de Rosalind Franklin, los investigadores han propuesto varios modelos para su estructura. Oberlin y sus colegas destacaron el papel de las unidades estructurales básicas (UEB), formadas por estructuras aromáticas planas que constan de menos de 10 a 20 anillos, con cuatro capas o menos. El entrecruzamiento entre las UEB en los carbonos no grafitizables impide la grafitización . ^{[ 3 ]} Más recientemente, algunos han propuesto modelos que incorporan pentágonos y otros anillos de carbono que no son de seis miembros. ^{[ 4 ]}

Véase también

Referencias

↑ RE Franklin (1951). "Crecimiento de cristalitos en carbonos grafitizantes y no grafitizantes". Proceedings of the Royal Society A . 209 (1097): 196– 218. Bibcode : 1951RSPSA.209..196F . doi : 10.1098/rspa.1951.0197 . S2CID 4126286 .
↑ H. Marsh y MA Diez (1994) "Mesofase de carbonos grafitizables" En: Shibaev VP, Lam L. (eds) Polímeros cristalinos líquidos y mesomórficos. Springer, Nueva York, NY doi : 10.1007/978-1-4613-8333-8_7
↑ A. Oberlin (1984). "Carbonización y grafitización". Carbon . 22 (6): 521– 541. doi : 10.1016/0008-6223(84)90086-1 .
↑ PJF Harris (2013). "Modelos tipo fullereno para carbono microporoso" (PDF) . Journal of Materials Science . 48 (2): 565– 577. Bibcode : 2013JMatS..48..565H . doi : 10.1007/s10853-012-6788-1 . S2CID 14903411 .

[1] RE Franklin (1951). "Crecimiento de cristalitos en carbonos grafitizantes y no grafitizantes". Proceedings of the Royal Society A . 209 (1097): 196– 218. Bibcode : 1951RSPSA.209..196F . doi : 10.1098/rspa.1951.0197 . S2CID 4126286 .

[Mesophase-2] H. Marsh y MA Diez (1994) "Mesofase de carbonos grafitizables" En: Shibaev VP, Lam L. (eds) Polímeros cristalinos líquidos y mesomórficos. Springer, Nueva York, NY doi : 10.1007/978-1-4613-8333-8_7

[3] A. Oberlin (1984). "Carbonización y grafitización". Carbon . 22 (6): 521– 541. doi : 10.1016/0008-6223(84)90086-1 .

[4] PJF Harris (2013). "Modelos tipo fullereno para carbono microporoso" (PDF) . Journal of Materials Science . 48 (2): 565– 577. Bibcode : 2013JMatS..48..565H . doi : 10.1007/s10853-012-6788-1 . S2CID 14903411 .

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