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6 碳(第2页)

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干冰被成功工业化大量生产是1925年美国纽约的干冰股份有限公司,当时将制成的成品命名为干冰。

由于干冰的诞生,当时可以成功地运送冰激凌且保证其不融化。

日本从美国购入设备,于1928年开始制造干冰。

首先把气体压缩到很小,再从小孔中急速喷出,令其急剧膨胀,这样可让温度大幅下降(绝热膨胀原理),不断重复这个操作,就可得到干冰。

这也是云形成的原理。

这样一来,二氧化碳就会由于加压变成液态。

液态二氧化碳向容器中喷出后,会变成像雪一样的粉末状,并堆积在容器内。

这时,被送入容器的液态二氧化碳的体积是干冰的二倍。

因为有一半的干冰会吸热变回二氧化碳气体。

而这些气体会被回收,再次作为制作干冰的原料。

将容器内粉末状的干冰攥到一起,就得到了硬硬的干冰。

如果把干冰放在玻璃瓶内密封,玻璃瓶也许会发生破裂,这样的事故发生过很多次,但即使放进塑料瓶中也是危险的。

曾经有一些高中生制造恶作剧,把水和干冰装进一个塑料瓶并密封起来,随后就发生了爆炸。

我请电视台做过一个实验,还原这个恶作剧,结果发生了大爆炸,碎片飞到了十几米远的地方。

富勒烯的发现

今天的科学研究中,碳的同素异形体分别有无定形碳、石墨、金刚石这三种。

大家普遍认为:碳是一个十分常见的元素,已经被研究得很充分了,不会再有其他的同素异形体了。

但令人意想不到的是,一种由60个碳原子构成的含有12个五边形和20个六边形的球体被发现了,它的形状酷似一个精美的足球(1985年,英国波普学家克罗托和美国科学家理查德·斯莫利共同发现,并因此于1996年获得诺贝尔化学奖)。

其实,在这个分子被发现的15年以前,日本的大泽映二博士就曾经预言过它的存在。

后来,C70、C76、C78、C84等碳元素更多的分子逐个被发现。

不光有球状结构,还有筒状结构,比如碳纳米管,而这些分子统称为富勒烯。

现在有很多研究者都在探索:其他原子插入这些分子内部空间后,产生的新分子的物理、化学性质以及在医学上的应用。

又轻又软又结实的碳纤维

碳纤维是仅由碳元素构成的、黑色、直径只有头发十分之一的细小纤维。

碳纤维可以被织成布。

虽然碳纤维很少被单独使用,但它经常和塑料、陶瓷以及金属共同使用组成复合材料,制作成耐用度高、轻便的材料。

由于它比金属轻、强度高、耐用度高的特质,飞机、火箭、人造卫星、汽车、渔竿、高尔夫用品、网球拍、自行车架、帆船、文具、精密仪器等在制作时都会使用。

小专栏元素与原子1

一种纯物质,如果无论用任何化学方法都无法将其分为两种以上的物质,且无论任何两种及以上的物质如何组合也无法构成这个纯物质时,这个纯物质就被定义为元素。

比如,氢和氧就不可能再分成其他物质,所以它们属于元素。

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