Hoy en día en la tabla periódica se puede observar un total de 118 elementos de los cuales 26 de ellos se han obtenido en un laboratorio. Entre toda esta lista de elementos destaca el carbono.
Este elemento puede llegar a ser visto como uno de los elementos de la tabla periódica más interesantes y útiles.
Dependiendo de la disposición de sus átomos el carbono puede llegar a formar el mineral más duro que se encuentra en la naturaleza, es decir, el diamante.
De la misma manera, si su átomo se encuentra agrupado de una forma distinta se puede obtener uno de los minerales más blandos de la naturaleza; el grafito.
Resulta interesante cómo un mismo material puede tomar tantas formas dentro de la naturaleza.
Tantas son las combinaciones posibles que, al solo hacer una aproximación de las combinaciones entre el hidrógeno y el carbono se puede obtener un número aproximado a las 1.000.000 combinaciones. Así mismo este número tiende a crecer cada año.
Un dato interesante del carbono es su número de combinaciones, las mismas son mayores al número de todos los otros elementos de la tabla periódica combinados.
Cabe destacar, el carbono se encuentra asociado directamente con la industria automotriz, dado que muchos de los componentes e hidrocarburos usados en vehiculos son provenientes del carbono.
En muchos casos el uso de estos componentes suele desprender sustancias nocivas tanto para el medio ambiente como para la salud en general.
Entre las sustancias más expulsadas y que perjudican más al medio ambiente y a las personas en general se encuentra el monóxido de carbono y el dióxido de carbono.
La química orgánica
Debido a la gran variedad de compuestos y combinaciones que se pueden obtener del carbono, una rama de la ciencia se dedica únicamente al estudio de los mismos.
Gracias a las propiedades químicas de este elemento, el carbono puede unirse a una cantidad enorme de átomos para formar moléculas complejas y gigantescas.
La química orgánica también es conocida como química del carbono y no es de extrañar que sea tan estudiada.
Los compuestos obtenidos del carbono son tantos que es normal encontrar compuestos del carbono casi en todos los lugares.
Para considerar a un compuesto como compuesto orgánico, el mismo debe contener carbono e hidrógeno. Anexado a esto puede contener otros elementos, entre los más comunes se puede encontrar:
- Oxígeno,
- Nitrógeno,
- Azufre,
- Halógenos.
Sin embargo, la cantidad de elementos con los cuales puede ser mezclado es realmente extenso.
El metano es la molécula orgánica más sencilla y además de esto el carbono existe entre grandes compuestos que fundamentan la vida como tal.
Algunos de estos grandes compuestos que fundamentan la vida se encuentran los lípidos, carbohidratos, proteínas, entre otros.
El grafeno una de las más grandes combinaciones del carbono
Son muchas las personas quienes habrán escuchado algo acerca del grafeno y su utilidad en el mundo actual.
Se trata de una de las combinaciones del carbono que está dando un soporte único a la creación de mucha más tecnología y avances significativos para el mundo actual.
Estos avances se logran gracias a las grandes propiedades mecánicas y eléctricas del grafeno. Cabe destacar que entre sus características también se puede nombrar:
- Material transparente,
- Posee la propiedad de ser extremadamente duro, pero a su vez flexible,
- El grafeno es elástico y ligero,
- Posee alto grado de conductividad eléctrica y térmica,
- Menor efecto Joule al calentarse muy poco con el paso de los electrones,
- Con capacidad de auto-reparación.
Para muchas personas esto puede sonar incluso imposible, sin embargo, es un material derivado del carbono y es gracias a él que hoy en día se logran obtener grandes avances tecnológicos.
La forma de obtener el grafeno desde el carbono es mediante la organización de sus átomos en forma de hexágonos y formando láminas.
Avances tecnológicos a base de carbono
Gracias al descubrimiento del grafeno se estima que los avances en la tecnología podrán obtener pasos enormes.
Algunos científicos, ingenieros y demás profesionales ya han comenzado a estudiar y aplicar el uso del grafeno dentro de muchos ámbitos tecnológicos.
Se estima que este material podrá llegar a ser altamente usado en el desarrollo de chips y de pantallas táctiles para obtener resultados muy superiores a los actuales.
De la misma manera, el grafeno ha dado un salto importante en el estudio de la nanotecnología, gracias a ser un material de propiedades únicas, el mismo ha contribuido en gran medida al desarrollo de esta nueva tecnología.
Algunos de los avances del carbono en la tecnología actual es el de las baterías de litio de los vehículos.
Gracias a la nanotecnología basada en el carbono, las baterías de litio pueden obtener mucha más potencia y su energía puede llegar a ser usada de forma más eficiente.
Pero no solo esto, además gracias a esta tecnología se es capaz de crear supercondensadores para aplicaciones donde la densidad es muy alta, así como el desarrollo de baterías de plomo y ácido para un mejor equilibrio de las cargas.
La fibra de carbono
En la actualidad la industria automovilística, espacial y aeronáutica suelen apreciar mucho la fibra de carbono.
Esto se debe a sus propiedades mecánicas y su ligereza, ambas características son realmente altas.
Este material que hoy en día suele tener tanto aprecio, cada día se puede observar en nuevas invenciones y en más lugares de la vida diaria de las personas.
En algunos casos se puede observar la fibra de carbono en cascos de embarcaciones, bicicletas de competición, algunos protectores de moviles, entre otros.
Sin duda la fibra de carbono es uno de los materiales que hoy en día la industria usa a su gusto para cambiar un poco las cosas hasta donde las conocíamos.
No obstante, cabe destacar que no solo existe un tipo de fibra de carbono, existen diferentes tipos de fibra de carbono, cada una se especializa en un área y posee ciertas funciones que los demás tipos no poseen.
Existe la fibra de carbono de ultra alto módulo (UHM), el mismo posee como módulo de elasticidad superior a los 500 GPa.
Sin embargo, también es posible encontrar algunas variantes más de la fibra de carbono, con menor elasticidad.
La fibra de carbono de módulo intermedio (IM) es una de las variantes de la fibra de carbono y su elasticidad ronda los 300 GPa. Además, se puede encontrar la de alta fuerza que cuenta únicamente con 3 GPa.
Uso de la fibra de carbono en la actualidad
Como ya se puede entender, la fibra de carbono posee muchos usos en la vida cotidiana y cada vez se puede observar más tecnología que aplica este material. Es importante destacar que, este material proviene del carbono.
Hoy en día uno de los ejemplos claros del uso de fibra de carbono en portátiles es el ThinkPad X1 Carbon de Lenovo.
Sin embargo, al investigar un poco más a fondo acerca de los dispositivos que hoy en día se encuentran elaborados con fibra de carbono se puede observar una gran cantidad de ellos.
Muchos Smartphone, auriculares, relojes, carteras, anillos, carrocería, entre otros dispositivos se encuentran elaborados con este resistente y ligero material.
La creación de dispositivos con fibra de carbono es algo que se encuentra en ascenso y es posible que en algunos años se pueda observar en casi todos los lugares.
Investigación de vida en otro planeta a base de carbono
Los seres vivos se pueden considerar unas máquinas extremadamente complejas, máquinas que deben realizar una gran cantidad de actividades de forma inconsciente.
Esto es necesario para la propia vida y el propio sustento de cada ser vivo. Cada una de las actividades que son realizadas requieren cierto consumo de energía y el mismo se ve afectado a las reservas del organismo.
Es por esto que los seres vivos deben estar en una recurrente búsqueda de recursos. Entre algunas de las actividades que son realizadas se encuentra:
- Transformación de azúcares en energía,
- Descifrar y producir material genético,
- Transmisión de información de un lado a otro,
- Manteniendo en funcionamiento los sistemas vitales.
Estas vienen siendo solo algunas de las actividades, sin embargo, existen muchas más. Para el correcto funcionamiento es importante tener en cuenta que todo debe ser compatible.
Para poder llevar a cabo todo esto, es necesario que los azúcares consumidos, la información enviada, el descifrado de información, entre otros, sean compatibles uno con el otro. Tanto del lado emisor como el receptor.
Es por esto que muchos científicos de la astrobiología (científicos que estudian las posibilidades de vida en otros planetas) afirman que, en caso de existir vida en otro planeta, la misma se basaría en el carbono.
Se estima que uno de los materiales más abundantes del universo es el carbono y dado su simplicidad para la combinación con demás elementos, se puede considerar como altas las posibilidades de vida a base de carbono.
Además de esto, hasta donde se poseen conocimientos, el carbono es el único elemento capaz de abastecer a un organismo o ser vivo de la diversidad química que es necesaria para existir.
