Nanodiamanty v plameni

Uhlík je základom života (minimálne) na Zemi. Jeho väzby sú tak akurát silné, aby boli za bežných podmienok stabilné, no v prípade potreby sa dali rozbiť.

Foto Pixabay

Tvorí štyri väzby a funguje ako dokonalá kocka lega. Môžete tvoriť dlhé uhlíkové retiazky či plochy, vzájomne ich prepájať a spevňovať. Zároveň sa uhlík rád spája s ostatnými molekulami a tak je opornou kostrou organickej chémie. Určite poznáte aspoň dva príklady uhlíka – grafit a diamant. Je to ukážkový príklad toho, keď ten istý atóm usporiadaný iným spôsobom vedie k úplne odlišným vlastnostiam. Existujú aj ďalšie formy uhlíka, napríklad fullerén (pomenovaný po architektovi Buckminsterovi Fullerovi) a amorfný uhlík.
Pri horení sviečky sa bežne spaľuje uhľovodík C31H64 (dlhá retiazka pozostávajúca z 31 atómov uhlíka a 64 atómov vodíka). Výsledok spaľovania je oxid uhličitý a trochu splodín, no dlho nebolo jasné, v akej forme existuje uhlík počas horenia. Plameň totiž dosahuje teplotu viac ako 1 400 °C a to, čo sa týka chémie, otvára mnohé možnosti.
Na túto záhadu si v roku 2011 posvietil profesor chémie Wuzong Zhou z University of St Andrews, ktorému sa podarilo nanočastice uhlíka z plameňa izolovať a identifikovať. Potvrdil, že v plameni sa nachádza uhlík vo všetkých svojich prirodzených formách. Pri horení sviečok tak vznikajú milióny nanodiamantov, ktoré následne zhoria a vytvoria oxid uhličitý. Keď sa v roku 1860 pýtal anglický fyzik a chemik Michael Faraday: Aký diamant žiari tak ako oheň?, bol by týmto zistením stopercentne zaskočený.

Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave

Lukáš Konečný
Univerzita v Tromsø, Nórsko
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space. Vedátora môžete sledovať aj prostredníctvom bezplatnej mobilnej aplikácie.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 11/2024. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.