Какви са приложенията на графита?

Графитът има голямо разнообразие от почти противоречиви приложения. Алотроп от въглерод и един от най-меките минерали в света, неговото използване варира от инструменти за писане до смазки. От него може да се направи цилиндър с дебелина един атом от графен, който е супер здрав материал, използван в спортното оборудване. Графитът може да се държи като метал и да провежда електричество, но също и като неметал, устойчив на високи температури.

Графитът се среща естествено като люспи и вени в скалните фрактури или като аморфни бучки. Основната кристална структура на графита е плосък лист от силно свързани въглеродни атоми в шестоъгълни клетки. Наречени графени, тези листове се подреждат един над друг, за да създадат обем, но вертикалните връзки между листовете са много слаби. Слабостта на тези вертикални връзки позволява на листовете да се цепят и плъзгат един върху друг. Ако обаче графеновият лист е подравнен и валцуван хоризонтално, полученият материал е 100 пъти по-здрав от стоманата.

„Оловните“ ядра на молив са направени от смес от глина и графит. Свободно разцепените графитни люспи маркират хартията, а глината действа като свързващ материал. Колкото по-високо е съдържанието на графит в сърцевината, толкова по-мек е моливът и по-тъмна е неговата следа. Няма олово в това, което е известно като оловни моливи. Името произхожда от Европа, когато графитът е бил наричан „пламбаго“ или „черно олово“ поради металния си вид. Използването на графит като маркер датира от 16-ти век в Северна Англия, където местната легенда гласи, че овчарите са използвали новооткрито находище на графит за маркиране на овце.

Графитът реагира с атмосферни водни пари, за да отложи тънък филм върху всякакви съседни повърхности и намалява триенето между тях. Образува окачване в масло и намалява триенето между две движещи се части. Графитът работи по този начин като смазка до температура от 787 градуса по Целзий (1450 градуса по Фаренхайт) и като антизалепващ материал при до 1315 градуса по Целзий (2399 градуса по Фаренхайт). Графитът е често срещан огнеупорен материал, тъй като издържа на високи температури, без да се променя химически. Използва се в производствени процеси, вариращи от производството на стомана и стъкло до обработката на желязо. Той също е заместител на азбеста в автомобилните спирачни накладки.

Литиево-йонните батерии имат литиев катод и графитен анод. Докато батерията се зарежда, около графитния анод се натрупват положително заредени литиеви йони в електролита - разтвор на литиева сол. Литиевият анод би направил по-мощна батерия, но литийът се разширява значително при зареждане. С течение на времето повърхността на литиевия катод се напуква, което води до излизане на литиеви йони. Те от своя страна образуват израстъци, наречени дендрити в процес, който може да късо съединение на батерията.

Валцуваните единични графенови листове са 10 пъти по-леки, както и 100 пъти по-здрави от стоманените. Такъв валцуван лист се нарича още графен и това производно на графита е световно най-здравият идентифициран материал и е използван за правене на супер здрави, леки спортове оборудване. Неговата висока електрическа проводимост, ниска абсорбция на светлина и химическа устойчивост го правят идеален материал за бъдещето приложения, включително в медицински импланти като изкуствени сърца, гъвкави електронни устройства и самолети части.