Carbon Black hữu cơ hay vô cơ? Sắc tố trong mực phun xăm

Có ý kiến cho rằng sắc tố Carbon Black có thể là hữu cơ hoặc vô cơ, và tất cả phụ thuộc vào phương pháp sản xuất: được cho là Carbon Black thu được khi đốt sản phẩm dầu mỏ là hữu cơ, còn Carbon Black thu được khi đốt khí là vô cơ (hoặc ngược lại, không quan trọng). Đã đến lúc chấm dứt tranh cãi này và đưa ra bằng chứng rằng Carbon Black là sắc tố vô cơ! Bắt đầu nào!

Vậy lầm tưởng rằng sắc tố Carbon Black là hữu cơ xuất phát từ đâu? Nhiều khả năng là từ cách hiểu sai định nghĩa về chất hữu cơ:

“Hợp chất hữu cơ, chất hữu cơ – một lớp chất hóa học bao gồm hầu hết các hợp chất hóa học có chứa nguyên tử carbon liên kết với nguyên tử của các nguyên tố hóa học khác.”

Wikipedia

Tôi lưu ý bạn cụm từ “có chứa nguyên tử carbon”, chứ không phải bản thân carbon! Cấu trúc của sắc tố Carbon Black cũng góp phần “đổ thêm dầu vào lửa” – hãy nhìn cấu trúc phân tử của nó!

Cấu trúc hóa học của sắc tố Carbon Black

Giờ hãy nhìn cấu trúc của một phân tử hữu cơ kinh điển – benzene:

Cấu trúc hóa học của phân tử hữu cơ benzene

Chúng rất giống nhau, và tôi nghĩ điều này cũng góp phần tạo nên lầm tưởng rằng sắc tố Carbon Black là hữu cơ. Tuy nhiên, có một khác biệt rất quan trọng về cấu trúc. Về bản chất, các hạt Carbon Black được hình thành từ những lớp graphene xếp chồng lên nhau.

Nguồn ảnh: Shen, Ming-Yuan, Wen-Yuan Liao, Tan-Qi Wang, and Wei-Min Lai. “Characteristics and Mechanical Properties of Graphene Nanoplatelets-Reinforced Epoxy Nanocomposites: Comparison of Different Dispersal Mechanisms”. https://doi.org/10.3390/su13041788.

Có thể mô tả hạt Carbon Black là các tập hợp và kết khối của những lớp giống graphene (c). Các lớp này, về bản chất là những mảnh nhỏ hoặc chồng cấu trúc giống graphene, xếp lớp và đan xen vào nhau tạo thành các khối hình cầu (b) gọi là “hạt sơ cấp”. Những hạt sơ cấp này sau đó kết hợp lại thành cấu trúc dạng chuỗi, hay tập hợp (a).

Graphene được coi là vật liệu vô cơ. Nó gồm một lớp nguyên tử carbon duy nhất sắp xếp theo mạng lục giác. Dù carbon là nguyên tố nền tảng của hóa hữu cơ, bản thân graphene không dựa trên liên kết carbon–hydrogen (C–H) đặc trưng của hợp chất hữu cơ. Thay vào đó, cấu trúc graphene dựa trên liên kết carbon–carbon (C–C).

Đến đây, tôi đề nghị khép lại cuộc thảo luận Carbon Black là sắc tố hữu cơ hay vô cơ. Còn việc hiểu cấu trúc và tính chất của Carbon Black quan trọng thế nào đối với cả phun xăm thẩm mỹ lẫn xóa xăm, xóa phun xăm thẩm mỹ bằng laser, chúng ta sẽ bàn trong những bài viết khác!