Het prehistorische koolstof

Koolstof is echt oeroud. Hoewel het tegenwoordig een grote rol speelt in de moderne industrie, werd koolstof al gebruikt door de prehistorische mens. Zij ontdekte dat door hout te verhitten zonder dat er zuurstof bij kon, er houtskool overblijft. Houtskool is een allotroop van koolstof; een andere fysieke verschijningsvorm van een stof. Diamant en grafiet zijn eveneens allotropen van koolstof.

Onmisbaar

Later, in de jaren tachtig van de vorige eeuw, werd het fullereen bekend. Deze allotroop bestaat uit holle structuren waar in de nanotechnologie gebruik van wordt gemaakt. Koolstof is inmiddels onmisbaar geworden in ons leven.  Van NASA tot professionele wielerploegen, van modelbouwers tot scheepbouwers,  koolstof wordt voor de meest uiteenlopende doeleinden ingezet.

Diamant

Een van de meest tot de verbeelding sprekende allotropen van koolstof is waarschijnlijk diamant.  Wanneer koolstof binnenin de aardkern door de geweldige druk en extreem hoge temperaturen kristalliseert, ontstaan er diamanten.

Grafiet 

Is diamant de hardste natuurlijke mineraal, grafiet is juist de zachtste vaste stof. Grafiet ontstaat door koolstof samen te persen. Het staat bekend als een goede geleider van elektriciteit doordat de lagen die zijn ontstaan door het vastdrukken,  makkelijk over elkaar heen glijden.

Eigenschappen

Koolstofvezel kan uitstekend tegen extreme hitte en bezit een grote treksterkte.  Het  oxydeert niet in contact met water en heeft een hoge stijfheid. Deze eigenschappen verklaren waarom  koolstofvezel zo gewild is in de produktie van materiaal dat zowel erg sterk en stijf moet zijn, als zo licht mogelijk in gewicht. Voorbeelden zijn  sportattributen, rolstoelen en toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en de auto industrie.

Garen

Garen van koolstof word gemaakt van duizenden ultradunne koolstofvezels die nog dunner zijn dan een menselijke hoofdhaar.  Ter vergelijking: een haar heeft een doorsnede van ongeveer 50 micron, koolstofvezels hebben een doorsnee van slechts 5-10 micron. Een micron is gelijk aan 1/1000 millimeter.

Pyrolyse

Koolstofvezels zijn acrylvezels die onder enorm hoge temperaturen zonder dat er zuurstof bij is gekomen, zijn verhit.  Door dit proces, pyrolyse genaamd,  blijft van alle stoffen alleen de koolstof over. De sterkte van het garen wordt bepaald door de hoogte van de temperatuur. In de ruimtevaart wordt gewerkt met koolstofvezels die tot wel 3000 graden zijn verhit.

Filament

De aldus ontstane draden worden vervolgens samengevoegd tot een bundel.  Draden in een bundel worden filamenten genoemd.  Hoe meer draden er in een bundel zitten, des te sterker de bundel is. Vandaar dat de sterkte van het garen wordt uitgedrukt in filamenten.

Hars

Door koolstofgaren in bepaalde patronen te weven, bijvoorbeeld visgraat of lijnen, ontstaat weefsel met verschillende eigenschappen. De draden kunnen ook zodanig naast elkaar worden gelegd dat er platen ontstaan als ze door hars worden getrokken.  De treksterkte van een plaat is erg hoog omdat er slechts verticale draden in zijn verwerkt.

Reacties zijn gesloten, maar trackbacks en pingbacks open zijn.