炭黑是极细的碳粉末，是比较纯粹的无定形碳，它在黑色的油墨里充当了颜料的“主角”。
为什么由同一种碳原子组成的物质，外貌、性质却大不相同呢？科学家研究后发现，原来这是由于原子的排列形式不一样引起的。金刚石是结晶碳，每一个碳原子周围有四个原子，距离都是相等的，原子之间组成一个强有力的整体。而石墨内部的一个碳原子同相邻的四个原子间的距离是不相等的。离得较远的两原子之间的“拉力”较弱，容易断裂，这样，金刚石和石墨就出现了硬和软的不同“个性”。
有分离和催化作用的分子筛
海洋里有一种叫寄生蟹的动物，它们专门寻找空贝壳做自己的“窝”，堪称“钻空子”的行家。在微观世界里，分子和离子也像见空就钻的“寄生蟹”。科学家制造了各种不同的“贝壳”，让分子和离子去钻，以达到分离和催化的目的。
分子筛就是容纳分子的“贝壳”。有一类分子筛叫多水硅铝酸盐晶体，这种晶体有许多大小均匀的小孔。每一种型号的分子筛，小孔有一定的尺寸。水分子恰好可以钻进“5A”(即孔直径为5×10-8厘米)级分子筛的小孔，而比水分子大的乙醚分子就钻不进去，因而可以方便地用“5A”级分子筛吸收乙醚中的水分子。其他比水分子大的物质分子，含有水分时也可以用这种方法吸收。分子筛也可用来干燥气体、作催化剂等。
蛋白质和多肽在生物体中常常是复杂的混合物，研究它们遇到的第一个困难就是难以分离。科学家经过反复研究，制造了一种专门分离蛋白质和多肽的分子筛。这种分子筛是有机高分子化合物，叫做交联葡聚糖。交联葡聚糖在水中浸泡后膨胀，形成多孔凝胶。当蛋白质溶液接触凝胶颗粒时，较小的分子钻进凝胶孔隙中，较大的分子就钻不进去，而且分子越小钻入孔隙的部位越深。用水不断洗脱，分子大的蛋白质先洗下来，然后依分子大小的顺序逐渐洗脱，分别收集不同时间流出的溶液，就得到分子大小不同的各种蛋白质，达到分离的目的。
有一种叫冠醚的有机化合物，它们的分子中含有氧。冠醚的分子像一顶王冠，王冠的中间是空心的，某些大小合适的分子或离子可以钻进去和冠醚形成稳定的结合物。这样，本来不溶于有机溶剂的盐类，如氰化钾等就提高了在有机溶剂中的溶解性，使一些化学反应得以被催化。
神奇的人工膜
生物体中的生物膜在物质的分离、输送和浓缩等方面表现出惊人的技能。它像一个优秀的“采购员”，凡是自己需要的就拱手相迎，自己不需要的就拒不接收；对于有用的养料采取“只进不出”，无用废物却又“只出不进”；而且输送的速度之快令人叹服。生物膜具有特殊的选择性、高度的定向性和极大的渗透性。
模拟生物膜的奇特功能，就能为人们提取和富集分散状态的元素提供新技术。20世纪70年代，人们在模拟生物膜的结构和功能的研究方面取得了重要成果，并且发展形成了利用人工膜的分离技术——液膜分离。它具有高效、快速、专一等特点，在废水净化处理方面已经具有工业规模。
那么，液膜怎样实现废水净化的呢？当一小滴水溶液被一层薄薄的油膜包裹起来以后，这一小滴水溶液就受到油膜的“保护”，可以在其他的水溶液里“畅游”了，这层油膜人们就称它为液膜。以处理含酚的废水为例，当包含着氢氧化钠水溶液的油珠被放到含酚的废水里时，靠着表面活性剂的帮助，形成了一种表面活性剂液膜，把水和废水隔开，而废水中的酚却能很快地通过液膜“钻入”水珠，与氢氧化钠反应生成酚钠，再也不能“回去”了。这种反应不断地使酚的浓度降低到零，从而把废水中的酚和水高效、快速地分离开来。
利用人工膜处理废水仅仅是应用液膜分离技术的一例。事实上，液膜在湿法冶金、钠的提取、有机物分离，人工肺、人工肾、长效药和解毒剂的制取方面，都得到了广泛的应用。
灭火“神水”和“神粉”之谜
人们通常救火用的是水，然而，在有些失火现场，水却显得无能为力了。例如，电线短路引起的火灾、油库失火、石油井喷起的火灾，以及化学试剂燃烧起火等等。有经验的消防战士是不随便使用其他方法灭火的。灭火，一要最大限度地降低燃烧物的温度，使温度尽快地降到可燃物着火点以下，另一方面设法使可燃物与空气(或帮助燃烧的物质)隔绝。我们非常熟悉的泡沫灭火剂，就是含有大量泡沫的二氧化碳射到燃烧物表面，即将燃烧物与空气隔绝，同时又降低燃烧物的温度，从而达到灭火的目的。
井喷是石油工人最感威胁的事故，高压地下石油从井口喷出，在瞬间，只见数十米高的“火龙”腾空而起，水此时已无能为力了，一般化学灭火剂是无能为力的。此时，就会有身穿石棉服的工人，手提一种神秘药水，迅速地将它从井管注入井下，没过多久，火舌逐渐缩短，最后熄灭，井喷也停止下来。这种神秘药水为什么有如此神力？原来，这就是被石油工人誉为灭火“神水”的液膜。
液膜大家其实并不陌生。日常所用的洗衣粉、肥皂产生的泡沫就是一种液膜。不过，这种膜很不稳定，一吹就破。
能镇住油田井喷火龙的液膜，不像肥皂那样一吹就破，它十分稳定，在正常条件下，存放几年也不破裂。这种液膜是一种包有膨润土的液膜，当这种液膜注入井下，由于井下压力和温度比地面高得多，液膜受热、受压而破裂，因而膜内的膨润土夺膜而出，从而堵住井管通道，把气体、油液等封闭起来，控制住井喷，镇住“火龙”。
被誉为灭火“神粉”的干粉灭火剂是火灾的最大克星。我国目前使用最广泛的碳酸氢纳干粉灭火剂，可以扑灭液态石油化工产品引起的火灾和天然气、煤气、液化石油气引起的火灾。还有一种叫做三元低共熔氧化物干粉灭火剂，它可以扑灭钾、钠、镁、铝等活泼金属引起的火灾。且干粉灭火剂比泡沫灭火剂具有更大的优点，它的灭火能力大，灭火时间短，为泡沫灭火剂所不及。干粉灭火剂易于储存，使用寿命长，适用面广，不受水源、电源的限制，不污染衣物和器具，对人畜无害。因此，目前国际上干粉灭火剂正向着高效、多用途方向发展，也是今后扑灭火灾的重要手段。
千年古剑不锈之谜
金属的锈蚀是非常普遍的现象。然而，1965年，在湖北省江陵县发掘楚墓时，发现了两把剑身金黄色、寒光闪闪的宝剑。其中一把剑身上铸有“越王勾践自作用剑”8个字，这就是极其有名的越王勾践剑，根据剑身花纹及文字记载，这两把宝剑已在地下沉睡了2000多年，至今仍然光彩夺目，锋利无比，毫无锈蚀，令人惊叹不已。
无独有偶，1974年，在陕西临潼发现的秦始皇的随葬陶俑坑中，又出土了三把宝剑，剑体乌亮，寒光逼人，锋利无比。这三把剑埋在离地面约5～6米深的阴冷潮湿的土层中，经历2000多年居然毫无锈痕，还锋利得一下能划透十多张报纸，真是令人称奇！
经历了2000多年的漫长岁月，这些宝剑为什么毫无锈痕，还“锋芒毕露”呢？
我国考古和科技工作者对古剑进行科学的物理检测，终于弄清了古剑的化学成分是青铜，即铜和锡的合金。锡是一种抗蚀能力很强的金属，因此铜中加入锡后，抗锈蚀能力比铁器强得多。不过制剑的青铜合金中铜和锡的比例是十分严格的。从越王勾践到秦始皇，历经200多年，从检测结果可看出，我国古代的制剑技术又随着当时冶炼技术、铸造技术的提高，合金的比例也更先进。
越王勾践剑和秦剑千年不锈不蚀，除使用青铜合金提高抗腐能力外，更主要的是剑的表面做过特殊处理，使宝剑既美观，又形成致密的保护膜。越王勾践剑表面的黑色菱形格子花纹及黑色剑格，是使用硫或硫化物与青铜表面作用形成的，这个工艺现代称作硫化处理。到秦始皇时期，剑的表面处理又有了新的进步，即采用防腐能力非常强的铬盐氧化法，它能将剑的表面覆盖一层非常致密的氧化层，这层氧化层虽然极薄，只有1%毫米，大约是一张报纸厚度的1/10，但十分严密。这种处理方法就是现代金属处理中的表面铬化处理，在国外，铬盐处理技术直到20世纪30年代才开始应用于金属的抗蚀，而我们的祖先早在2000多年前已取得了不朽的成就！
粉尘爆炸之谜
国外曾有一则报道，有一家规模宏大的面粉厂，发生了一次严重的爆炸。然而，事故调查结果表明，这次爆炸不是因易燃、易爆等危险品或人为纵火引起的。而这类爆炸在全世界时有发生，每次爆炸都给人们的生命、财产造成巨大损失！这些爆炸到底怎样发生的？
事故的罪魁祸首原来就是弥漫在厂房空间各种可燃物质的细小微粒——粉尘。不同的工厂的粉尘性质不同：煤粉厂空间悬浮的是“煤尘”，面粉厂空间悬浮的是“面粉尘”，纱厂空间悬浮的是“纤维尘”……
在通常情况下，面粉、煤、纤维、木材并不是十分容易燃烧的，更不用说爆炸。那么，为什么漂浮在空气中的各种粉尘，竟那么易于燃烧，甚至引起爆炸，速度如此之快，威力又如此之大呢？
我们大家都有这样的经验：一块较大的木块，哪怕它十分干燥，也很难用一根火柴将它引燃。但是如果将这块木块刨成一片片很薄的刨花，一根火柴足可以使所有刨花化为灰烬。
一般飘浮在空气中的面粉尘、煤尘及纤维尘，由于它们直径很小，与空气接触表面积很大，只要当这些粉尘在空气中的含量达到一定浓度时，任何一个微小的火种(例如火柴、电火花等)，都能引燃粉尘，燃烧的粉尘使大片空气温度升高，空气温度升高又引起其余的粉尘燃烧，这个反应过程极快，空气在极短的时间膨胀起来，从而造成剧烈的爆炸。
正因为粉尘飘浮在空气中时时有引起爆炸的危险性，所以煤粉厂、面粉厂、纱厂、亚麻厂等易形成粉尘的工厂都采取了一些措施和做出严格的规定。如适当增大空气的湿度，以减少粉尘的飘浮。电器开关采用金属丝网包围屏蔽等措施。同时还严格规定，严禁吸烟，以避免粉尘爆炸事故的发生。