بخش A1

انواع مختلفی از مواد کربنی معمول سالها است که به طور گسترده در صنعت تولید و استفاده می‌شوند. برخی از آنها با پیشرفت‌های اخیر که در کنترل ابعاد در مقیاس نانو حاصل شده است در دسته‌بندی فناوری نانو قرار می‌گیرند.

نانوذرات الماس (اغلب نانوالماس نامیده می‌شوند) به گروه بزرگی از مواد کربنی گفته می‌شود که با روش های مختلفی مانند روش‌های انفجاری، رسوب‌دهی شیمیایی بخار، رسوب‌دهی فیزیکی بخار تولید می‌شوند و دارای شکل ظاهری، اندازه، خواص و کاربردهای مختلف‌اند. برخی نانوذرات با پایه الماس، مانند الماس‌واره‌ها¹ به طور طبیعی وجود دارند و از رسوب‌های هیدروکربنی استخراج می‌شوند. بعضی از عبارات و تعاریف مرتبط با نانوذرات الماس در BS PAS 134: 2007 ارائه شده‌اند[۳].

فیلم‌های کربنی از نظر تجاری در صنعت پوشش‌دهی² برای ایجاد خواصی معین به مواد استفاده شده‌اند. فیلم‌های کربنی با استفاده از فناوری‌های مختلفی مانند قوس کاتدی³ و کندوپاش مگنترونی⁴ تولید می‌شوند. اصطلاحات مختلفی در متون علمی در مورد پوشش‌دهی با پایه کربن، مانند کربن الماس مانند (DLC)⁵، کربن شیشه‌ای و کربن آمورف چهاروجهی استفاده می‌شود. اساسا این فیلم‌ها به دلیل وجود بخش‌های مختلفی از هیبریداسیون sp²،sp³ و مقدار هیدروژن درون آنها با هم تفاوت دارند. به عنوان مثال، کربن الماس مانند معمولا برای کاهش اثر سایش کاربرد دارد در حالی که کربن شیشه‌ای در مواردی استفاده می‌شود که مقاومت در برابر دمای بالا، حمله شیمیایی⁶ و نفوذناپذیری در مقابل گاز و مایع مورد نیاز است. بعضی از عبارات و تعاریف مرتبط به فیلم‌های کربنی در BS PAS 134: 2007 ارائه شده‌اند[۳].

1- Diamondoids
2- Coating
3- Cathodic arc
4- Magnetron sputtering
5- Diamond-like carbon
6- Chemical attack

کربن سیاه یک ماده کربنی کلوئیدی است که به صورت کروی شکل و انبوهه با اندازه‌ای کوچکتر از۱۰۰۰ نانومتر بطور صنعتی ساخته می‌شود (به فرهنگ جامع اصطلاح شناسی شیمی IUPAC مراجعه شود[۷]). اندازه ذره اولیه بطور معمول بین۵nm و۵۰nm است. کربن سیاه به عنوان تقویت‌کننده در تایرهای لاستیکی و به عنوان رنگدانه در جوهرها، رنگ‌ها و تونرها¹ استفاده می‌شود. این ماده با تجزیه گرمایی² از جمله انفجار یا با احتراق ناقص ترکیبات هیدروکربنی ساخته می‌شود و ریخت‌شناسی کاملا مشخص با کمترین مقدار قیر یا مواد اضافی دیگر دارد. کربن سیاه از دوده‌ای که به صورت تصادفی شکل می‌گیرد، بر اساس مقدار خاکستر، قیر و ناخالصی‌ها قابل تشخیص است.

1- Toners
2- Thermal decomposition