Prvo što se uči u organskoj kemiji je da organska kemija nije organska kemija. Točnije, prestala je to biti još 1828. godine kada je mladi njemački kemičar Friedrich Wöhler ponosno napisao svome švedskom mentoru Berzeliusu da je uspio prirediti mokraćevinu a da mu za to nisu trebali bubrezi ni čovjeka ni psa. Danas je o tome suvišno govoriti, jer je mnogo više organskih spojeva priređeno sintezom nego što ih je izolirano iz eukariotskih i prokariotskih organizama; kažem tako da se ne zapetljam u novu biološku taksonomiju koja ide mnogo dalje od tradicionalne podjele na biljno i životinjsko carstvo. Tako je organska kemija postala „kemija ugljikovih spojeva“, a organski spojevi spojevi ugljika. No nije baš tako.

Jesu li ugljikov monoksid, ugljikov dioksid i ugljična kiselina organski spojevi još bi se dalo diskutirati, no kalcit, mineral od kojeg je izgrađen vapnenac, sigurno nije organski spoj, premda je iz njegove, svakom znane formule, CaCO₃, jasno kao dan vidi da sadrži ugljik. Svi organski spojevi su ugljikovi spojevi, ali svi ugljikovi spojevi nisu organski spojevi. Pa koji jesu, a koji nisu? Odgovor nalazimo u čarobnoj riječi – karbogen. Organski spojevi (po staroj terminologiji) su karbogeni spojevi, dakle takve tvari koje grijanjem bez prisustva zraka (kisika) daju ugljen (lat. carbo). Svi se organski spojevi mogu karbonizirati, pougljeniti, pretvoriti u ugljen, to je to. No ima mnogo vrsta ugljena…

Velika porodica svih vrsta ugljena, prirodnih i umjetnih, nedavno je dobila još jednog, vrlo moćnog člana. Riječ je o pirolitičkom ugljiku (pyrolytic carbon, PyC) – a to je samo drugo ime za ugljen – koji pokazuje svojstva gume. Novo je to djelo ekipe kineskih i američkih znanstvenika koje se u kolovozu pojavilo pod naslovom „Theoretical strength and rubber-like bahaviour in micro-sized pyrolytic carbon“ u časopisu Nature Nanotechnology.

Postupak za izradu ovog novog čuda nanotehnologije je jednostavan: prvo se metodom dvofotonske laserske litografije od akrilne smole IP-Dip formiraju mikrostupići promjera 0,7 – 12,7 μm, a  zatim se zajedno s podlogom žare u vakuumu na 900 ^oC. Rezultat? Materijal koji ima deset do tisuća puta veću čvrstoću od većine strukturnih materijala, ili točnije – prema riječima autora članka – riječ je o mikrostupićima  pirolitičkog ugljika koji imaju „ultraveliku granicu elastičnosti od 20-30 %, vlačnu čvrstoću od 1,6 i tlačnu čvrstoću od 13,7 GPa, uz malu gostoću od 1,4 g cm^-3 te  ultravisoku specifičnu čvrstoću, do 9,79 GPa cm³

g^-1“.

Drugim riječima, riječ je o tvari koja ujedinjuje najbolja svojstva najboljih materijala, a usto je izuzetna lagana, s gustoćom tek nešto većom od gustoće vode. Po vlačnoj čvrstoći nadmašuje najbolje slitine, a po specifičnoj čvrstoći od ove nove vrste ugljena bolji su samo nanomaterijali (nanožice) od zlata i bakra te dijamant. No za razliku od spomenutih tvari, zlata i dijamanta, ovdje je riječ o izuzetno jeftinom materijalu, jer što može biti jeftinije od ugljika koji se usto proizvodi pirolizom.

U čemu je tajna novog materijala? U strukturi, naravno. Pirolitički ugljik o kojem govori znanstveni rad u časopisu Nature Nanotechnology izgrađen je od nakovrčanih (curled) slojeva grafena. Iz toga proizlazi njegova velika čvrstoća jer grafen je tvar s najvećom vlačnom čvrstoćom, koja prelazi 100 GPa. Kada slojevi ugljika (u obliku heksagonske mreže), koji su u grafenu odvojeni, bivaju postavljeni paralelno dobiva se grafit, a ako su ispremiješani i isprekidani  nastaje ugljen. I u ovom su novom „ugljenu“ slojevi grafena ispremiješani ali na takav način da se mogu savijati. Dobiven je materijal izgrađen od elastičnih pera, no ta su pera molekularnih, nanometarskih dimenzija – načinjena od grafena.

I na kraju – primjena. Ono što mi prvo pada na pamet je građevni materijal koji može izdržati svaki potres. Novi oblik ugljena mogao bi se ugrađivati u temelje zgrada ili, još bolje, od njega bi se mogli izrađivati  potporni elementi. Mostove i velike strojeve treba također štititi od vibracija, pa bi i tu dobro došao umjesto tradicionalnih materijala, hrastovine, gume ili olova. To je ono što mogu zamisliti. A ono što ne mogu, ne znači da neće biti: novi materijali otvaraju nove mogućnosti, a one vode do novih zamisli. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, a uskoro mu izlazi još jedna: „Mala škola pisanja (za znanstvenike i popularizatore)“. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.