Страница 24 из 102
Газ всегда состоит из одной фазы, жидкость может состоять из нескольких жидких фаз разного состава (ликвация, жидкостная несмешиваемость), но двух разных жидкостей одного состава в равновесии сосуществовать не может. Вещество в твердом состоянии может состоять из нескольких фаз, причем некоторые из них могут иметь одинаковый состав, но различную структуру (полиморфизм – существование кристаллических веществ с одинаковым составом, но разной структурой; полиморфизм для простых веществ называют аллотропией).
Поскольку разделение на термодинамические фазы – более мелкая классификация состояний, чем разделение по агрегатным состояниям вещества, то далеко не каждый фазовый переход сопровождается сменой агрегатного состояния. Однако любая смена агрегатного состояния есть фазовый переход.
Пример с углеродом. Один элемент. А сколько дает фаз? Восемь!!!
Первая – алмаз. Очень твердый.
Вторая – графит. Чем они отличаются? Структурой. В результате совершенно разные материалы. Карандашиком из графита мы можем писать записочки. Кстати, карандаш сыграл огромную роль в ликвидации неграмотности в России. Арманд Хаммер – американский бизнесмен – сделал себе состояние в послереволюционной России, построив карандашную фабрику им. Сакко и Ванцетти. С помощью этих карандашей Россия из почти полностью неграмотной страны превратилась в самую читающую, а с помощью СМСок и чата в Интернете превращается снова в неграмотную. Назад к карандашам!!!
Третья – карбин – аллотропная форма углерода на основе sp-гибридизации углеродных атомов. Состоит из углеродных фрагментов с тройной –С≡С–С≡С–, или двойной кумулированной =С=С=С=С= связью. Может быть линейным или образовывать циклические структуры.
Четвертая – лонсдейлит или алмаз гексагональный (самое твердое вещество, на 58% превосходящем по твердости алмаз).
Пятая – аморфный углерод. У нее дальнего порядка.
Шестая – фуллерен – C60-540. Полностью называется бакминстерфуллерен. Выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода. Своим названием обязаны дизайнеру Ричарду Бакминстеру Фуллеру, применявшего для постройки куполов своих зданий пяти- и шестиугольники, являющиеся основными структурными элементами молекулярных каркасов всех фуллеренов. Внутрь фуллеренов можно вводить различные металлы. Получающиеся материалы демонстрируют свойства от диэлектриков до сверхпроводников! За открытие фуллеренов Х. Крото, Р. Смолли и Р. Керлу в 1996 году была присуждена Нобелевская премия по химии.
Седьмая – графен (англ. Graphene). По научному, это двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.
Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах.
Основной из существующих в настоящее время способов получения графена основан на механическом отщеплении слоёв графита от пиролитического графита, например, с помощью… скотча. Этот метод не предполагает использования масштабного производства, поскольку это ручная процедура (возврат к веревочно-сургучной науке). За «передовые опыты с двумерным материалом – графеном» А.К. Гейму и К.С. Новосёлову была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год.
Восьмая – при сворачивании графена в цилиндр получается одностенная нанотрубка. В зависимости от конкретной схемы сворачивания графитовой плоскости, нанотрубки могут обладать или металлическими, или полупроводниковыми свойствами.
Как, однако, многолик обычный углерод, не правда ли!
Наука ли философия?
Нет, хотя есть кандидаты и доктора философских наук. Это мировоззрение. В этом она схожа с религией. У разных народов существовало даже довольно много богов мудрости.
Велес, у славян бог мудрости, прародитель Бояна, который умел слышать голоса птиц и зверей, а потом перелагать их на язык человеческий.
Ганеша, в брахманизме и индуизме слоновоголовый бог мудрости и благополучия. Один из наиболее известных и почитаемых во всём мире богов индуистского пантеона.
Набу, бог мудрости в Вавилоне. Он изобрел письменность, и каждый год, когда определялись судьбы людей, Набу записывал решение богов на священных табличках.