Войти
Листы пиролитического углерода Пиролитический углерод - материал, похожий на графит, но с некоторая ковалентная связь между его листами графена в результате недостатков в его производстве.
Пиролитический углерод создан человеком и, как считается, не встречается в природе. Обычно его получают путем нагревания углеводорода почти до его температуры разложения и предоставления графиту возможности кристаллизоваться (пиролиз ). Один из методов заключается в нагревании синтетических волокон в вакууме. Другой метод - поместить семена на тарелку в очень горячий газ для сбора графитового покрытия. Он используется в высокотемпературных приложениях, таких как ракетные носовые конусы, ракетные двигатели, тепловые экраны, лабораторные печи, в пластике, армированном графитом, для покрытия частиц ядерного топлива, а также в биомедицинских протезы.
Образцы пиролитического углерода обычно имеют единственная плоскость скола , аналогичная слюде, поскольку графеновые листы кристаллизуются в плоском порядке, в отличие от графита, который образует микроскопические беспорядочно ориентированные зоны. Из-за этого пиролитический углерод проявляет несколько необычных анизотропных свойств. Он более теплопроводен вдоль плоскости скола, чем графит, что делает его одним из лучших доступных плоских теплопроводников.
Пиролитический графит образует мозаичные кристаллы с контролируемой мозаичностью до нескольких градусов.
Он также более диамагнетик (χ = -4 × 10) по отношению к плоскости спайности, демонстрируя наибольший диамагнетизм (по массе) из всех диамагнетиков при комнатной температуре. Для сравнения, пиролитический графит имеет относительную проницаемость 0,9996, тогда как висмут имеет относительную проницаемость 0,9998 (таблица ).
Пиролитический углерод, парящий над постоянными магнитами Немногие материалы можно заставить стабильно левитировать над магнитным полем постоянного магнита. Хотя магнитное отталкивание очевидно и легко достигается между любыми двумя магнитами, форма поля заставляет верхний магнит отталкиваться вбок, а не оставаться на опоре, что делает невозможным стабильную левитацию для магнитных объектов (см. теорему Ирншоу ). Однако сильно диамагнитные материалы могут левитировать над мощными магнитами.
В связи с тем, что в последние годы легко доступны редкоземельные постоянные магниты, сильный диамагнетизм пиролитического углерода делает его удобным демонстрационным материалом для этого эффекта.
В 2012 году исследовательская группа из Японии продемонстрировала, что пиролитический углерод может реагировать на лазерный свет или достаточно мощный естественный солнечный свет, вращаясь или перемещаясь в направлении градиента поля. Магнитная восприимчивость угля ослабевает при достаточном освещении, что приводит к несбалансированной намагниченности материала и движению при использовании определенной геометрии.
Поскольку на нем нелегко образуются тромбы, часто рекомендуется выстелить контактирующий с кровью протез этим материалом. чтобы снизить риск тромбоза. Например, он находит применение в искусственном сердце и искусственных сердечных клапанах. Кровеносные сосуды стенты, напротив, часто выстланы полимером, который содержит гепарин в качестве боковой группы, что зависит от действия лекарственного средства для предотвращения свертывания крови. Это, по крайней мере, частично связано с хрупкостью пиролитического углерода и большой величиной остаточной деформации, которой стент подвергается во время расширения.
Пиролитический уголь также используется в медицине для покрытия анатомически правильных ортопедических имплантатов, также известных как заменяющих суставов. В этом приложении он в настоящее время продается под названием «PyroCarbon». Эти имплантаты были одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в руке при замене пястно-фаланговых суставов (суставов). Их производят две компании: Tornier (BioProfile) и Ascension Orthopaedics. (23 сентября 2011 г. компания Integra LifeSciences приобрела Ascension Orthopaedics.) FDA также одобрило замену межфаланговых суставов PyroCarbon в рамках Исключение для гуманитарных устройств.
