Grafeeni ja süsinikkiu peamiseks erinevuseks on see, et grafeenil on ühe süsinikuaatomi kihi paksus, samas kui süsinikkiul on mikromeetri skaala paksus.

Nii grafeen kui ka süsinikkiud on süsinikku sisaldavad ained. Grafeen sisaldab ainult süsinikuaatomeid, samas kui süsinikkiud sisaldab enamasti süsinikku koos mõne muu elemendiga nagu hapnik ja lämmastik. Veel üks oluline erinevus grafeeni ja süsinikkiu vahel on selles, kuidas süsiniklehed nendes ainetes üksteisega seostuvad. Kuid mõlemad tüübid sisaldavad süsinikku, mis on paigutatud sama korrapärase kuusnurkse mustriga.

SISU

1. Ülevaade ja olulisemad erinevused 2. Mis on grafeen 3. Mis on süsinikkiud 4. Võrdlus kõrvuti - grafeen vs süsinikkiud tabelina 5. Kokkuvõte

Mis on grafeen?

Grafeen on süsiniku allotroop, mille süsinikuaatomite üks kiht on paigutatud korrapärase kuusnurkse kujuga. Järelikult on see semimetall, millel on väike valents- ja juhtivusribade kattumine. Grafeeni struktuur on paljude süsinikku sisaldavate ainete nagu grafiit, teemant, puusüsi, süsiniknanotorud jne põhistruktuur.

Lisaks on grafeenil palju olulisi ja haruldasi omadusi. Näiteks on see tugevaim materjal, mida me kunagi oleme testinud. Lisaks võib see juhtida soojust ja elektrit suure tõhususega. Aine on peaaegu läbipaistev. Peale selle näitab see diamagnetismi ja ka sellel on kahemõõtmelised omadused.

Grafeenilehe igal süsinikuaatomil on selle ümber neli sidet, näiteks kolm sigma-sidet koos kolme teise süsinikuaatomiga samal tasapinnal ja tasapinnaga risti asetsev pi-side. Kahe süsinikuaatomi vaheline kaugus selles struktuuris on umbes 1,42 Å. Selle tulemusel annavad tihedalt pakitud süsinikuaatomid ja iga süsinikuaatomi sp2 hübridisatsioon grafeenile selle kõrge stabiilsuse. Seega, kui paljastame need lehed muude süsinikku sisaldavate ainete, näiteks süsivesinikega, saavad need parandada lehtede kahjustusi.

Grafeeni rakendused on meditsiinis (koetehnoloogia, biokujutis, ravimite kohaletoimetamine, testimine, toksilisus), elektroonikas (transistoride tootmine, läbipaistvate juhtivate elektroodide tootmine, optoelektroonika jne), valgustöötluses (optilised modulaatorid, UV-lääts) , jne.

Mis on süsinikkiud?

Süsinikkiud on kiudvorm, milles on enamasti süsinikuaatomid, mis on paigutatud kuusnurkselt. Nende kiudude läbimõõt on umbes 5-10 mikromeetrit. Ennekõike on see aine saadaval pideva pukseerimishaavana rullil. Ja see puksiir sisaldab pidevalt tuhandeid individuaalseid süsinikkiude. Pealegi on see kimp kaitstud orgaanilise kattega. Seetõttu võime pukseerimise kavandatud otstarbel lahti harutada.

Selle materjali aatomistruktuur sarnaneb grafeeniga; kuusnurkne muster. Lisaks on süsinikkiudu kahel kujul vastavalt eelkäijale, mida me selle materjali valmistamiseks kasutame; turbostraatlik või graafiline. Mõnikord on see mõlema struktuuri hübriid.

Selle materjali kõige olulisemate omaduste hulka kuuluvad kõrge jäikus, kõrge tõmbetugevus, väike kaal, kõrge keemiline vastupidavus, tolerants kõrgel temperatuuril ja madal soojuspaisumine. Nende omaduste tõttu on süsinikkiud populaarne kosmosevaldkonnas, sõjaväes jne.

Mis vahe on grafeenil ja süsinikkiul?

Grafeen on süsiniku ümaritoop, millel on üks kiht süsinikuaatomeid, mis on paigutatud korrapärase kuusnurkse kujuga, samas kui süsinikkiud on selline kiudvorm, milles on enamasti süsinikuaatomid, mis on paigutatud kuusnurkselt. Need on peamiselt süsinikuaatomitest koosnevad materjalid. Kuid need erinevad üksteisest paksuse järgi. Seega on peamine erinevus grafeeni ja süsinikkiu vahel selles, et grafeenil on ühe süsinikuaatomi kihi paksus, samas kui süsinikkiul on mikromeetri skaala paksus. Teine oluline erinevus grafeeni ja süsinikkiu vahel on see, et grafeenilehed pakendatakse tihedalt, samas kui süsinikkiul ei ole tihedalt pakitud lehti.

Allpool toodud infograafik grafeeni ja süsinikkiu erinevuste kohta näitab rohkem erinevusi nende kahe vahel.

Grafeeni ja süsinikkiu erinevus tabelina

Kokkuvõte - grafeen vs süsinikkiud

Grafeen ja süsinikkiud on olulised süsinikku sisaldavad materjalid. Grafeeni ja süsinikkiu peamiseks erinevuseks on see, et grafeenil on ühe süsinikuaatomi kihi paksus, samas kui süsinikkiul on mikromeetri skaala paksus.

Viide:

1. “Grafeeni võimalikud rakendused”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. oktoober 2018. Saadaval siin 2. “Süsinikkiud”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29. oktoober 2018. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1. “Grafeen-3D-pallid” Jynto (vestlus) - Oma töö (CC0) Commonsi Wikimedia kaudu 2. “Kohlenstofffasermatte” Hadhuey Saksa Vikipeedias - Oma töö, (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu