§ 16. Алотропія. Алотропні модифікації речовин неметалічних елементів

АЛОТРОПІЯ. Зверніть увагу, що в таблиці 5 (с. 77) для Оксигену зазначено дві прості речовини, для Карбону — три. Це пов’язано з явищем алотропії.

Алотропія — існування одного хімічного елемента у вигляді кількох простих речовин (алотропних модифікацій або алотропних форм). Алотропні модифікації відрізняються за властивостями. Існує дві причини алотропії — різний кількісний склад і різна будова речовин, утворених з атомів одного хімічного елемента.

Чим зумовлена алотропія окремих хімічних елементів, ви пересвідчитесь, ознайомившись з наведеною нижче інформацією про алотропні модифікації (алотропні форми) Оксигену, Карбону, Фосфору й Сульфуру.

АЛОТРОПНІ МОДИФІКАЦІЇ ОКСИГЕНУ. Кисень і озон відомі вам з уроків природознавства та хімії в основній школі. Порівняємо склад і властивості цих простих речовин (табл. 6).

Порівняльна таблиця складу і властивостей кисню й озону

Ознаки порівняння

Прості речовини

Агрегатний стан за нормальних умов

Відносна густина за повітрям

розчиняється краще за кисень

Вища, аніж у кисню, хімічна активність озону проявляється в тому, що деякі речовини (наприклад фосфор, етанол) в озоні самозаймаються, каучук з еластичного стає крихким, кольорові барвники знебарвлюються. Причиною є те, що молекули озону нестійкі й легко розкладаються:

Однак спочатку з однієї молекули озону утворюється одна молекула кисню, у якій усі електрони спарені, та атом Оксигену, що має два неспарених електрони на зовнішньому енергетичному рівні. Атом Оксигену енергійніше реагує з речовинами, аніж молекула кисню.

• Пригадайте закон об’ємних відношень газів.

Як бачимо, незважаючи на те, що кисень та озон утворені атомами одного й того самого хімічного елемента — це різні речовини.

Наявність в Оксигену алотропних модифікацій — кисню й озону — зумовлена різним кількісним складом молекул.

Кисень — досить поширена в природі речовина. Достатньо пригадати, що повітря на 1/5 складається з нього. Ця алотропна модифікація Оксигену відіграє важливу роль у процесах дихання, горіння, обміну речовин та енергії, виробництві металів тощо.

Порівняно з киснем озону в природі значно менше. Невеликі його порції утворюються в повітрі з кисню під час блискавок, а також у результаті окиснення смоли хвойних дерев. Тому його наявність відчувається в повітрі після грози та під час перебування у хвойному лісі. Медики радять використовувати лікувально-профілактичну дію озону хвойних лісів. Тож похід до соснового лісу, крім естетичного, має ще й оздоровче значення.

ОЗОНОВИЙ ШАР І ЙОГО ЗНАЧЕННЯ. У верхніх шарах атмосфери на відстані 20-40 км від поверхні Землі міститься унікальний озоновий шар. Його існування пов’язують з перетворенням кисню на озон під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Озоновий шар виконує роль своєрідного фільтру, що затримує ультрафіолетове й електромагнітне випромінювання Сонця, небезпечне для здоров’я людини й усього живого.

Нині на товщину озонового шару негативно впливає господарська діяльність людини. Зважаючи на це, у науці з’явилася гіпотеза про руйнування озонового шару, суть якої полягає в тому, що через викиди в атмосферу шкідливих речовин, зокрема фреону — флуоровмісної органічної сполуки, що міститься в аерозольних упаковках багатьох речовин, охолоджувальних системах холодильників тощо, озоновий шар тоншає. У ньому утворюються так звані озонові дірки й захисна дія шару погіршується.

Виявивши вперше в 1985 р. озонову дірку великих розмірів над Антарктидою, учені забили на сполох. У 1987 р. з метою збереження озонового шару завдяки припиненню виробництва речовин, що його руйнують, був прийнятий Монреальський протокол, до якого приєднався й СРСР. У 1991 р. Україна підтвердила свою правонаступність цьому рішенню.

АЛОТРОПНІ МОДИФІКАЦІЇ КАРБОНУ. Поширеними природними алотропними модифікаціями Карбону є алмаз (мал. 32, а) і графіт (мал. 33, а). Ці речовини відрізняються між собою не кількісним складом молекул, як у кисню та озону, а будовою кристалів, тобто розміщенням атомів у вузлах кристалічних ґраток.

У кристалі алмазу щодо будь-якого атома Карбону чотири сусідніх атоми розташовані в кутах правильного тетраедра (мал. 32, б), усі зв’язки між атомами у кристалічних ґратках рівноцінні, а відстані однакові. Завдяки такому розташуванню атомів Карбону алмаз має високу твердість, тому його використовують для різання і шліфування скла та металів, буріння гірських порід (алмазні різці, свердла, шліфувальні круги). Алмаз прозорий, безбарвний, не проводить електричного струму, дуже добре заломлює світло. Спеціально оброблені алмази називають діамантами, що високо цінуються в ювелірній справі.

Мал. 32. Алмаз (а) і модель його кристалічних ґраток (б)

У природі вільний Карбон трапляється здебільшого у вигляді графіту й дуже рідко — у вигляді окремих кристалів алмазу. Нині налагоджено промислове виробництво синтетичних алмазів. У Києві функціонує Інститут надтвердих матеріалів імені В. М. Бакуля. Учені цього інституту в 1961 р. здійснили синтез штучних алмазів із графіту. Пріоритетними розробками інституту є одержання великих за розмірами монокристалів синтетичних алмазів, шліфувальних порошків із синтетичних алмазів, надтвердих матеріалів для виготовлення надміцних інструментів, які використовують під час різання та буріння тощо. Інструменти, виготовлені зі штучних алмазів, не поступаються виготовленим із природних алмазів, проте вони набагато дешевші.

Графіт істотно відрізняється за властивостями від алмазу. Він непрозорий, темно-сірого кольору, з металічним блиском, масний на дотик і досить м’який. На відміну від алмазу, графіт проводить електричний струм і тепло тому, що у його кристалічних ґратках між шарами атомів Карбону відсутні міцні зв’язки.

У межах одного шару атоми Карбону об’єднані в шестиатомні кільця (мал. 33, б).

Мал. 33. Графіт і вироби з нього (а), модель кристалічних ґраток графіту (б)

Зв’язки в межах одного шару набагато сильніші, аніж з атомами сусіднього шару, до того ж відстань між шарами вдвічі більша порівняно з відстанями між атомами в межах одного шару. Завдяки такій будові кристалічних ґраток графіт легко розщеплюється на лусочки. Це вам добре відомо з власного досвіду, адже за незначного натискання на олівець його графітовий стержень залишає напис на папері. На цій властивості базується змащування рухомих частин машин і механізмів графітом задля зменшення сили тертя між ними.

Завдяки електропровідності графіт використовують у хімічній промисловості як матеріал для електродів, а завдяки теплопровідності — у теплообмінниках.

Сажа, деревне вугілля також утворені атомами Карбону (так званий аморфний вуглець), проте вони не належать до самостійних алотропних модифікацій Карбону, а є дуже дрібними різнозорієнтованими кристаликами графіту.

Наявність у Карбону алотропних модифікацій — графіту й алмазу — зумовлена різним розташуванням атомів у їхніх кристалічних ґратках.

Завалівське родовище — поки що єдине з видобутку графіту в Україні. Альтернативними є Балахівське, Петровське (Західно-Інгулецьке) та Троїцьке родовища, а також Буртинська група родовищ. Їх запаси дають можливість не тільки підтримувати на потрібному рівні, а й за потреби значно розширити наявну мінерально-сировинну базу, завдяки чому Україна здатна стати одним з найбільших постачальників якісної графітової продукції у світі.

Ще одну алотропну модифікацію Карбону карбін спочатку добули синтетичним способом, а потім виявили в природі у вигляді прожилок і вкраплень у графіті. Атоми Карбону в карбіні сполучені подвійними зв’язками в прямолінійні карбон-карбонові ланцюги =С=С=С=, що розташовані паралельно один до одного.

Карбін має напівпровідникові властивості, що посилюються під дією світла. На цій властивості базується його практичне застосування у фотоелементах.

АЛОТРОПНІ МОДИФІКАЦІЇ ФОСФОРУ. Серед алотропних модифікацій Фосфору найбільш поширені: білий фосфор P₄ (молекулярна будова кристалічних ґраток), червоний і чорний фосфор (атомна будова кристалічних ґраток). Усі вони — тверді речовини, колір яких зазначений у назві. Змінюючи температуру, одну алотропну модифікацію Фосфору можна за кілька годин перетворити на іншу.

Білий фосфор (мал. 34, а) — м’яка, безбарвна, воскоподібна, люмінесцентна, з часниковим запахом і дуже отруйна речовина, легко окиснюється на повітрі з виділенням світлової енергії, тому світиться в темряві. Через високу хімічну активність білого фосфору його зберігають у воді і, якщо можна, у темряві. Утворюється в результаті інтенсивного охолодження пари червоного фосфору.

Червоний фосфор (мал. 34, б) порівняно з білим стійкіший до нагрівання, без запаху, менш реакційно здатний, неотруйний, не люмінесцентний, не розчиняється у воді та органічних розчинниках, самозаймається на повітрі тільки за температури 240-260 °С.

Його використовують у виробництві сірників (входить до складу бічного покриття сірникової коробки). Якщо кресати головкою сірника по цьому покриттю, фосфор окиснюється наявною в головці сірника речовиною калій хлоратом KClO₃. Від цього інша речовина головки — сірка — загорається й підпалює дерев’яну частину сірника.

Подібно до графіту, чорний фосфор (мал. 34, в) має металічний блиск, шарувату будову й напівпровідникові властивості. Добувають його з білого фосфору за тривалого нагрівання під високим тиском.

Мал. 34. Алотропні модифікації Фосфору: а — білий Фосфор; б — червоний фосфор; в — чорний фосфор

АЛОТРОПНІ МОДИФІКАЦІЇ СУЛЬФУРУ. Природною алотропною модифікацією Сульфуру є ромбічна сірка. Це лимонно-жовта, крихка, кристалічна речовина без запаху, нерозчинна у воді (мал. 35). Назва пов’язана з тим, що її кристали мають форму октаедра зі зрізаними кутами (мал. 35, а).

Кожна молекула ромбічної сірки складається з 8 атомів Сульфуру (у рівняннях реакцій послуговуються записом одного атома S).

За температури 119,5 °С ромбічна сірка плавиться й перетворюється на моноклінну сірку — майже білі кристалічні пластинки (мал. 35, б). Ця алотропна модифікація Сульфуру нестійка і вже за температури 95,6 °С знову перетворюється на ромбічну сірку.

Якщо довести ромбічну сірку до кипіння (температура кипіння 444,6 °С) і вилити її в холодну воду, то під впливом різкого перепаду температур вона перетворюється на пластичну сірку (мал. 35, в). Пластична сірка має жовто-коричневий колір, ріжеться ножем, еластична й витягується в нитки. На повітрі за нормальних умов вона за кілька днів знову стає ромбічною сіркою.

Мал. 35. Алотропні модифікації Сульфуру: а — ромбічна сірка; б — моноклінна сірка; в — пластична сірка

Сторінка ерудита

До досягнень сучасної хімії належить створення кластерних частинок. Кластер у хімії — це складне об’єднання атомів або молекул, яке є самостійною частинкою й наділене певними властивостями. Кластерні частинки з 60-70 атомів Карбону називають фулеренами і вуглецевими нанотрубками (мал. 36). З їх відкриттям почався стрімкий розвиток нанотехнологій.

Мал. 36. Моделі фулеренів (а, б, в) і вуглецевої нанотрубки (г)

Знаємо, розуміємо

• 1. Поясніть суть явища алотропії.
• 2. Назвіть відомі вам алотропні модифікації Оксигену, Фосфору, Сульфуру і зазначте, чим зумовлена алотропія кожного з хімічних елементів.

Застосовуємо

• 1. Порівняйте властивості алотропних модифікацій: а) Оксигену; б) Фосфору; в) Сульфуру.
• 2. У скільки разів озон важчий за кисень?
• 3. Унаслідок озонування кисню об’єм зменшився на 30 л (н. у.). Обчисліть об’єм кисню, що прореагував, й об’єм озону, що утворився.

Працюємо з медійними джерелами

Підготуйте й оприлюдніть на уроці повідомлення про:

• а) озоновий шар;
• б) киснево-озонову терапію як унікальний спосіб лікування та профілактики різних захворювань;
• в) нанотехнології.

§ 16. АЛОТРОПІЯ. АЛОТРОПНІ МОДИФІКАЦІЇ НЕМЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Алотропія. У § 15 згадувалося про те, що неметалічні елементи можуть утворювати декілька простих речовин, відмінних за складом молекул і будовою.

• Алотропія (від грецьк. allos — інший, tropos — властивість) — явище утворення хімічним елементом двох або більше простих речовин, різних за властивостями та будовою. Прості речовини одного елемента називають алотропними модифікаціями.

Алотропні модифікації властиві Оксигену, Сульфуру, Карбону та Фосфору. Ознайомимося докладніше з простими речовинами кожного з цих елементів.

Алотропні модифікації Оксигену. Оксиген утворює дві прості речовини: кисень та озон. Порівняємо їхній склад і властивості (табл. 5).

Порівняльна характеристика кисню й озону

Кисень під дією високої температури, електричного розряду або ультрафіолетового випромінювання перетворюється на озон, що відображає рівняння:

Реакція оборотна, тобто утворений озон розкладається до кисню й атомарного Оксигену. Оксиген сполучається в молекули кисню. Цей процес відображає рівняння:

Кисень й озон відрізняються хімічною активністю. Вам уже відомо, що кисень є добрим окисником під час реакцій з металами й деякими неметалами. Однак реакційна здатність озону значно вища завдяки тому, що під час його розпаду утворюється атомарний Оксиген. Це зумовлює самозаймання деяких речовин в озоні, знебарвлення барвників, крихкість каучуків.

Наявність кисню в повітрі забезпечує всі життєві процеси в живих організмах. Завдяки кисню відбувається процес дихання. Однак надмірна його кількість в організмі призводить до пришвидшення обмінних процесів, що спричиняє зношування організму. Кисень застосовують для різання та зварювання металів у суміші з етином (ацетиленом) і як окисник палива в ракетних двигунах. У медицині киснем наповнюють кисневі подушки для хворих, у яких утруднене дихання.

Озон — отруйна речовина, але в малій кількості є добрим антисептиком, тому його застосовують для озонування води й повітря. У суміші з киснем використовують як окисник ракетного палива; для відбілювання тканин.

Озоновий шар захищає Землю від сонячної радіації.

У промисловості кисень добувають зі зрідженого повітря, перегонкою або електролізом води. У лабораторних умовах — розкладом оксигеновмісних речовин, зокрема калій перманганату KMnO₄, гідроген пероксиду H₂O₂, калій хлорату KClO₃, натрієвої NaNO₃ чи калієвої KNO₃ селітр.

Складіть самостійно рівняння реакцій електролізу води й розкладу оксигеновмісних органічних речовин, які ви вивчали в попередніх класах.

Алотропні модифікації Сульфуру. Сульфур — елемент 3 періоду головної підгрупи VI групи. На зовнішньому (третьому) енергетичному рівні його атома міститься 6 електронів. Електронна конфігурація атома — 3s 2 3p 4 .

Сульфур утворює декілька алотропних модифікацій, зокрема кристалічну та пластичну сірку. Кристалічна сірка має дві форми: ромбічну та моноклінну. Ознайомимося з ними докладніше (табл. 6).

Порівняльна характеристика алотропних модифікацій Сульфуру

Сірка набула широкого застосування в різних галузях виробництва. Зокрема в промисловості органічного синтезу — для вулканізації каучуку, у виробництві сірників, отрутохімікатів, які використовують у боротьбі з хворобами та шкідниками рослин (бавовнику, виноградної лози). Її застосовують як антисептик у фармацевтичній промисловості для виробництва мазей (наприклад, сірчаної мазі для лікування захворювань шкіри). У хімічній промисловості — для виробництва сульфатної кислоти та її солей.

Рис. 34. Процес перетворення кристалічної сірки на пластичну

Алотропні модифікації Фосфору. Фосфор — елемент 3 періоду, головної підгрупи V групи. Тому зовнішній (третій) енергетичний рівень його атома має електронну конфігурацію 3s 2 3p 3 .

За звичайних умов фосфор є твердою речовиною, пара якої містить молекули Р₄. У природі у вільному стані не трапляється.

Фосфор утворює три алотропні модифікації: білий, червоний та чорний (табл. 7). Як і всі неметали, реагує з киснем. Білий фосфор — активніше, і вже за температури 50 °С загоряється в повітрі. Менш активний червоний фосфор горить у надлишку кисню, якщо його підпалити. Рівняння реакції:

Порівняльна характеристика алотропних модифікацій Фосфору

Алотропні модифікації Карбону. Карбон — елемент 2 періоду головної підгрупи IV групи. Тому зовнішній (другий) енергетичний рівень його атома має електронну конфігурацію 2s 2 2p 2 . Завдяки особливій будові атомів Карбону він існує у вигляді декількох алотропних модифікацій — як природних, так і штучно добутих.

У курсі хімії 8 класу ви вивчили кристалічну будову та фізичні властивості однієї з алотропних модифікацій Карбону — алмазу. Алмаз і графіт — це природні модифікації Карбону, кристалічні структури яких різко відрізняються. Крім них, відомі карбін і фулурен. Пригадаємо деякі властивості алмазу та графіту.

Алмаз (від грецьк. adamas — твердий) — природна модифікація з атомними кристалічними ґратками, найтвердіший серед інших речовин. Це безбарвні прозорі кристали, які не змочуються водою. Дуже тугоплавкий, з температурою плавлення 4000 °С. Не проводить електричного струму, але добре проводить тепло. Якщо діяти на алмаз рентгенівським чи ультрафіолетовим промінням, то він світиться блакитним або жовтим світлом. Характерною властивістю алмазу є здатність добре заломлювати світло, розкладаючи його на цілий спектр кольорів. Завдяки цьому алмази застосовують у ювелірній справі. Алмази не розчиняються ні в кислотах, ні в інших сильних розчинниках.

Графіт (від грецьк. grafo — пишу) — речовина сірого або чорного кольору, з металічним блиском, непрозора, жирна на дотик. Належить до тугоплавких сполук, з температурою плавлення 3800 °С. Порівнюючи з алмазом, графіт м’який, добре проводить електричний струм і теплоту.

Алмаз і графіт можуть взаємоперетворюватися. За нагрівання алмазу до температури понад 1000 °С без доступу повітря він перетворюється на графіт. За вищих температур (1200-1600 °С) і наявності каталізатора графіт перетворюється на алмаз. Цю властивість узято за основу виготовлення штучних алмазів.

З іншими алотропними модифікаціями Карбону ознайомимося за табл. 8.

Алотропні модифікації Карбону

Розалінд Елсі Франклін (1920-1958) — британська вчена-біофізик і кристалограф. Створила підґрунтя для висунення гіпотези про структуру подвійної спіралі молекули ДНК, що в 1953 р. задекларували американські вчені Дж. Ватсон і Ф. Крік.

Керуючись бажанням зробити свій внесок у перемогу в Другій світовій війні, із серпня 1942 р. працювала в Британській дослідницькій асоціації з використання вугілля й вивчала його пористу структуру. Її робота сприяла зародженню ідеї про високоміцне вуглецеве, або графітове, волокно — штучне волокно, що складається з вуглецю й має графітову структуру, тобто атоми Карбону розташовані в тонкі довгі графітові волокна. Ця ідея була основою її докторської дисертації «Фізична хімія твердих органічних колоїдів на прикладі вугілля і пов’язаних з ним матеріалів».

Отже, неметалічні елементи Оксиген, Сульфур, Фосфор і Карбон утворюють по декілька простих речовин — алотропних модифікацій, які набули застосування в техніці, медицині, ювелірній справі, металургії, виробництві гуми, очищенні води. У перспективі — широке використання фулеренів, графену, вуглецевих нанотрубок у медицині та лазерній техніці.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Неметалічні елементи здатні утворювати по декілька простих речовин. Прості речовини одного й того самого елемента називають алотропними модифікаціями. Суть явища алотропії полягає в утворенні кількох простих речовин тим самим хімічним елементом.

• Алотропні модифікації утворюють елементи Оксиген, Сульфур, Карбон і Фосфор. Алотропія Оксигену зумовлена різною кількістю атомів у молекулах простих речовин, а Сульфуру, Фосфору й Карбону — різною структурою кристалічних ґраток.

• Алотропними модифікаціями Оксигену є кисень й озон, які здатні взаємоперетворюватися за певних умов. Це два гази: кисень — без запаху й кольору; озон — з характерним запахом свіжості, блакитного кольору. Кисень — добрий окисник, однак окисні властивості озону значно більші. Кисень забезпечує життєві процеси, озон — отруйний.

• Алотропними модифікаціями Сульфуру є кристалічна та пластична сірка. Кристалічна сірка має дві форми: ромбічну й моноклінну. Ромбічна сірка — речовина лимонно-жовтого кольору, яка за температури 95,4-119,3 °С перетворюється на моноклінну. Ромбічна сірка утворює кристали ромбічної форми, моноклінна — голчасті кристали. За подальшого нагрівання кристалічна сірка кипить і, якщо її вилити в холодну воду, вона перетворюється на пластичну. Це довгі ланцюги, які легко розтягуються.

• Алотропні модифікації Фосфору: білий, червоний та чорний фосфор. У білого фосфору кристалічна ґратка молекулярна, у червоного та чорного — атомна. Молекули білого фосфору чотириатомні Р₄, червоного й чорного — мають велику кількість атомів (відображають формулою Р_n).

• Усі три модифікації за певних умов взаємоперетворюються одна на одну. Білий фосфор має характерний часниковий запах, отруйний, світиться в темряві, а дві інші модифікації — без запаху, не отруйні, не світяться.

• Алотропні модифікації Карбону: алмаз, графіт, карбін, фулерени. Алмазу властива висока твердість і водночас крихкість. На відміну від нього графіт м’який. Алмаз і графіт — тугоплавкі, взаємоперетворюються за певних умов.

• Карбін і полікумулен — лінійні полімери Карбону, що відрізняються видами хімічних зв’язків між атомами Карбону. У карбіну — одинарні й потрійні, у полікумулену — тільки подвійні. Це тверді речовини, напівпровідники.

• Фулерени — алотропні модифікації Карбону, тверді кристалічні речовини. Молекули містять 20, 24, 28, . 60, 70, 200 атомів Карбону. Найстійкішою модифікацією є С₆₀, сферичної форми. Це сильний антиоксидант. Проявляє надпровідні властивості.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

• 1. Поясніть суть явища алотропії на прикладах.
• 2. Охарактеризуйте алотропні модифікації: а) Оксигену; б) Сульфуру; в) Фосфору; г) Карбону.
• 3. Складіть рівняння реакцій: а) сірки з магнієм, алюмінієм, воднем, киснем; б) кисню з міддю, воднем; в) фосфору з киснем, сіркою, кальцієм; г) вуглецю з воднем, киснем, ферум(ІІ) оксидом, хром(ІІІ) оксидом. Розгляньте реакції як окисно-відновні.
• 4. Позначте прості речовини, що є алотропними модифікаціями одного елемента.

А сірка, сульфур(IV) оксид

Б бор, бор оксид

В алмаз, фулерен

Г карбон, карбон(IV) оксид

А пластична сірка

Б червоний фосфор

Г білий фосфор

А відновник С +2

Б окисник Zn 0

В окисник Zn +2

Г відновник С 0

• 8. Під час згоряння вуглецю в атмосфері кисню утворився карбон(IV) оксид об’ємом 112 л (н. у.). Обчисліть масу вуглецю й об’єм кисню, що прореагували.
• 9. У лабораторії провели експеримент на відновні властивості водню. Крізь порошок купрум(ІІ) оксиду масою 1,6 г пропустили водень у надлишку. Обчисліть об’єм водню (н. у.), що витратився, і масу та кількість речовини міді, що утворилася.
• 10. Цинк оксид масою 32,4 г повністю відновили вуглецем. Обчисліть масу цинку та об’єм карбон(IV) оксиду (н. у.), що утворилися. Якій кількості речовини відповідає такий об’єм?

ЦІКАВО ЗНАТИ

• Міцність та інші унікальні властивості графену матимуть широке застосування в майбутньому. Це створення гнучких та ударостійких екранів телефонів, куленепроникних желетів, легкого й міцного матеріалу для авто-, літако- й ракетобудування. Зокрема, компанія Samsung запатентувала графеновий акумулятор, який забезпечує високу швидкість зарядки та збільшує електричну ємність батарей. Графенові акумулятори використовуватимуть в електромобілях. Немале значення матиме застосування графену в медицині. Уводячи його в клітини організму, лікарі зможуть спостерігати за організмом ізсередини за допомогою нанобітів. Оскільки виробництво графену дороге, триває пошук способів здешевлення цього унікального матеріалу.

• На думку вчених, відкриття нанотрубок є початком ще однієї технічної революції. Триває активна робота з побудови нанороботів-реплікаторів, які могли б перемагати інфекційні, хронічні й генетичні хвороби організму. Наноробот-реплікатор за індивідуальною програмою керування на молекулярному рівні зможе відшукати збудника хвороби та знешкодити його.