Grafēna un oglekļa šķiedras atšķirība

galvenā atšķirība starp grafēnu un oglekļa šķiedru ir tas grafēnam ir viena oglekļa atoma slāņa biezums, savukārt oglekļa šķiedrai ir mikrometra skalas biezums.

Gan grafēns, gan oglekļa šķiedra ir oglekli saturošas vielas. Grafēns satur tikai oglekļa atomus, savukārt oglekļa šķiedra galvenokārt satur oglekli kopā ar dažiem citiem elementiem, piemēram, skābekli un slāpekli. Vēl viena būtiska atšķirība starp grafēnu un oglekļa šķiedru ir tā, ka oglekļa loksnes savstarpēji savienojas ar šīm vielām. Tomēr abos veidos ir ogleklis, kas sakārtots vienā un tajā pašā parastā sešstūra formā.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir grafēns
3. Kas ir oglekļa šķiedra?
4. Salīdzinājums blakus - grafēns un oglekļa šķiedra tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir grafēns?

Grafēns ir oglekļa allotrops, kurā ir viens oglekļa atomu slānis, kas sakārtots regulārā sešstūra formā. Līdz ar to tas ir pusmetāls, kam ir maza pārklāšanās starp valences un vadītspējas joslām. Grafēna struktūra ir daudzu oglekli saturošu vielu, piemēram, grafīta, dimanta, kokogles, oglekļa nanocauruļu, pamatstruktūra..

Turklāt grafēnam ir daudz svarīgu un neparastu īpašību. Piemēram, tas ir visspēcīgākais materiāls, ko mēs jebkad esam pārbaudījuši. Turklāt tas var siltumu un elektrību vadīt ļoti efektīvi. Viela ir gandrīz caurspīdīga. Bez tam, tas parāda diamagnētismu, kā arī tam piemīt divdimensionālas īpašības.

01. attēls. Grafēna lapa

Katrā oglekļa atomā grafēna loksnē ir četras saites ap to, piemēram, trīs sigma saites ar trim citiem oglekļa atomiem tajā pašā plaknē un pi saite perpendikulāra plaknei. Attālums starp diviem oglekļa atomiem šajā struktūrā ir aptuveni 1,42 Å. Tā rezultātā cieši iesaiņotie oglekļa atomi un katra oglekļa atoma sp2 hibridizācija piešķir grafēnam tā augsto stabilitāti. Tādējādi, ja mēs pakļaujam šīs loksnes citām oglekli saturošām vielām, piemēram, ogļūdeņražiem, tās var novērst pašu lapu bojājumus.

Grafēna pielietojums ir medicīnas jomā (audu inženierija, bioattēlu veidošana, zāļu ievadīšana, testēšana, toksicitāte), elektronikā (tranzistoru, caurspīdīgu elektrodus, optoelektroniku utt.), Gaismas apstrādē (optiskie modulatori, UV objektīvs). utt.

Kas ir oglekļa šķiedra?

Oglekļa šķiedra ir šķiedras forma, kurā galvenokārt ir oglekļa atomi, kas izvietoti sešstūra formā. Šo šķiedru diametrs ir apmēram 5-10 mikrometri. Pirmkārt, šī viela ir pieejama nepārtrauktas vilkšanas brūces veidā uz ruļļa. Un šajā tauvā nepārtraukti ir tūkstošiem atsevišķu oglekļa pavedienu saišķa. Turklāt šis saišķis ir aizsargāts ar organisku pārklājumu. Tāpēc mēs varam atritināt vilkmi paredzētajam pielietojumam.

Šī materiāla atomu struktūra ir līdzīga grafēna struktūrai; sešstūra raksts. Turklāt saskaņā ar priekšteci, kuru izmantojam šī materiāla izgatavošanai, ir divas oglekļa šķiedras formas; turbostratiska vai grafīta. Dažreiz tas ir abu struktūru hibrīds.

02 attēls: Audums, kas izgatavots no austiem oglekļa pavedieniem

Vissvarīgākās šī materiāla īpašības ir augsta stingrība, augsta stiepes izturība, mazs svars, augsta ķīmiskā izturība, augstas temperatūras tolerance un zema termiskā izplešanās. Sakarā ar šīm īpašībām oglekļa šķiedra ir populāra kosmosa lietojumos, militārajā jomā utt.

Kāda ir atšķirība starp grafēnu un oglekļa šķiedru?

Grafēns ir oglekļa allotrops, kurā ir viens oglekļa atomu slānis, kas sakārtots regulārā sešstūra formā, savukārt oglekļa šķiedra ir šķiedras forma, kurai galvenokārt ir oglekļa atomi, kas izvietoti sešstūra formā. Tie ir materiāli, kas galvenokārt sastāv no oglekļa atomiem. Tomēr tie atšķiras viens no otra pēc biezuma. Tādējādi galvenā atšķirība starp grafēnu un oglekļa šķiedru ir tāda, ka grafēnam ir viena oglekļa atoma slāņa biezums, savukārt oglekļa šķiedrai ir mikrometra skalas biezums. Vēl viena būtiska atšķirība starp grafēna un oglekļa šķiedru ir tā, ka grafēna loksnes ir cieši iesaiņotas, savukārt oglekļa šķiedrai nav cieši iesaiņotas loksnes..

Zemāk redzamajā infografikā par atšķirībām starp grafēna un oglekļa šķiedru ir vairāk atšķirību starp abām.

Kopsavilkums - grafēns pret oglekļa šķiedru

Grafēns un oglekļa šķiedra ir svarīgi oglekli saturoši materiāli. Galvenā atšķirība starp grafēnu un oglekļa šķiedru ir tāda, ka grafēnam ir viena oglekļa atoma slāņa biezums, savukārt oglekļa šķiedrai ir mikrometra skalas biezums..

Atsauce:

1. “Grafēna potenciālie pielietojumi.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 24. oktobris. Pieejams šeit  
2. “Oglekļa šķiedras”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 29. oktobris. Pieejams šeit 

Attēla pieklājība:

1. “Grafēna-3D bumbiņas” Autors: Jynto (saruna) - Savs darbs (CC0), izmantojot Commons Wikimedia  
2. “Kohlenstofffasermatte” Hadhuey vācu Vikipēdijā - Savs darbs, (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia