Різниця між графеном і вуглецевим волокном

The ключова різниця між графеном і вуглецевим волокном є те графен має товщину шару одного атома вуглецю, тоді як вуглецеве волокно має товщину в масштабі мікрометра.

І графен, і вуглецеве волокно - це речовини, що містять вуглець. Графен містить лише атоми вуглецю, тоді як вуглецеве волокно здебільшого містить вуглець разом з іншими елементами, такими як кисень та азот. Ще одна важлива відмінність між графеном і вуглецевим волокном полягає в тому, що вуглецеві листи перетинаються в цих речовинах. Однак обидва типи містять вуглець, розташований за однаковим правильним шестикутним малюнком.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке графен
3. Що таке вуглецеве волокно
4. Поплечне порівняння - Графен проти вуглецевого волокна в табличній формі
5. Підсумок

Що таке графен?

Графен - це алотроп вуглецю, який має один шар атомів вуглецю, розташований у правильній шестикутній схемі. Отже, це напівметал, який має невеликі перекриття між валентними та провідними смугами. Структура графену - це основна структура багатьох речовин, що містять вуглець, таких як графіт, алмаз, вугілля, вуглецеві нанотрубки тощо.

Більше того, у графена є багато важливих і нечастого властивостей. Наприклад, це найсильніший матеріал, який ми коли-небудь тестували. Крім того, він може проводити тепло та електрику з високою ефективністю. Речовина майже прозора. Крім того, він проявляє діамагнетизм, а також має двовимірні властивості.

Малюнок 01: Лист графена

Кожен атом вуглецю в графеновому аркуші має чотири зв’язки навколо нього, такі як три сигма-зв’язки з трьома іншими атомами вуглецю в одній площині і pi-зв’язок, перпендикулярний площині. Відстань між двома атомами вуглецю в цій структурі становить приблизно 1,42 Å. Як результат, щільно упаковані атоми вуглецю та sp2-гібридизація кожного атома вуглецю надають графену його високу стабільність. Таким чином, якщо ми виставимо ці листи на інші речовини, що містять вуглець, такі як вуглеводні, вони можуть відшкодувати пошкодження в самих листах.

Застосування графену - в галузі медицини (тканинна інженерія, біовимірювання, доставка ліків, тестування, токсичність), в електроніці (виробництво транзисторів, прозорі електроди, оптоелектроніка тощо), у легкій обробці (оптичні модулятори, УФ-лінза) тощо.

Що таке вуглецеве волокно?

Вуглецеве волокно - це форма волокна, яка має переважно атоми вуглецю, розташовані в шестикутній схемі. Ці волокна мають близько 5-10 мікрометрів в діаметрі. Крім того, ця речовина випускається у вигляді суцільної буксирної намотування на котушку. І цей буксир містить пучок тисяч індивідуальних вуглецевих ниток безперервно. Більше того, цей пучок захищений органічним покриттям. Тому ми можемо розкрутити буксир для передбачуваного застосування.

Будова атома цього матеріалу схожа на структуру графена; шестикутний візерунок. Крім того, існує дві форми вуглецевого волокна відповідно до попередника, який ми використовуємо для виготовлення цього матеріалу; турбостратичний або графітний. Іноді це гібрид обох структур.

Малюнок 02: Тканина з тканих вуглецевих ниток

Найважливіші властивості цього матеріалу включають високу жорсткість, високу міцність на розрив, малу вагу, високу хімічну стійкість, термостійкість і низьке температурне розширення. Завдяки цим властивостям вуглецеве волокно користується популярністю в аерокосмічних програмах, військових тощо.

Яка різниця між графеном та вуглецевим волокном?

Графен - це алотроп вуглецю, який має один шар атомів вуглецю, розташований за правильним шестикутним малюнком, тоді як вуглецеве волокно - це форма волокна, яка має переважно атоми вуглецю, розташовані за шестикутною схемою. Це матеріали, складені переважно з атомів вуглецю. Однак вони відрізняються один від одного за товщиною. Отже, ключова відмінність графена від вуглецевого волокна полягає в тому, що графен має товщину шару одного атома вуглецю, тоді як вуглецеве волокно має товщину шкали мікрометра. Ще одна важлива відмінність між графеном і вуглецевим волокном полягає в тому, що графенові листи щільно упаковуються, тоді як вуглецеве волокно не має щільно упакованих листів.

Наведена нижче інформація про різницю між графеном та вуглецевим волокном показує більше відмінностей між обома.

Підсумок - Графен проти вуглецевого волокна

Графен і вуглецеве волокно - важливі матеріали, що містять вуглець. Ключова відмінність графена від вуглецевого волокна полягає в тому, що графен має товщину шару одного атома вуглецю, тоді як вуглецеве волокно має товщину шкали мікрометра.

Довідка:

1. "Потенційні застосування графена". Wikipedia, Фонд Вікімедіа, 24 жовтня 2018. Доступний тут  
2. "Вуглецеві волокна". Wikipedia, Фонд Вікімедіа, 29 жовтня 2018. Доступний тут 

Надано зображення:

1. ”Графенові-3D-кулі” від Jynto (бесіда) - власна робота (CC0) через Вікісховище  
2. "Kohlenstofffasermatte" від Hadhuey з німецької Вікіпедії - власна робота, (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia