Kluczowa różnica między fulerenem a nanorurek węglowych polega na tym, że fuleren jest alotropem węgla, który może występować w różnych kształtach i rozmiarach, podczas gdy nanorurki węglowe są rodzajem fulerenu o cylindrycznych kształtach.
Istnieją różne rodzaje alotropów węgla, takie jak diament, grafit i fuleren. Wszystkie te typy są strukturami chemicznymi zbudowanymi wyłącznie z atomów węgla.
Co to jest fuleren?
Fullerene to rodzaj alotropu węgla, którego cząsteczki atomów węgla są połączone ze sobą wiązaniami pojedynczymi i podwójnymi, tworząc zamkniętą lub częściowo zamkniętą siatkę o skondensowanych pierścieniach o 5 lub 7 atomach. Ta cząsteczka może występować jako puste kule, elipsoidy, rurki lub inne kształty i rozmiary.
Jeżeli fulleren jest topologią o zamkniętej siatce, jest nieformalnie oznaczany wzorem empirycznym Cn, gdzie n jest liczbą atomów węgla. Czasami niektóre wartości n reprezentują więcej niż jeden izomer. Najbardziej znaną liczbą z tej grupy jest buckminsterfulleren. Został nazwany na cześć Buckminstera Fullera. Dlatego zamknięte fulereny nazywane są również buckyballami, które przypominają standardowe piłki federacji piłkarskiej.
Rysunek 01: Fuleren
Rozważając właściwości fulerenu, każdy atom węgla jest połączony tylko z trzema sąsiednimi atomami, a wiązania te są mieszaniną wiązań kowalencyjnych pojedynczych i podwójnych. Hybrydyzację tych atomów węgla można podać jako sp2. Według niektórych badań, reaktywność fulerenów można zwiększyć, dołączając aktywne grupy do powierzchni.
Co to są nanorurki węglowe?
Nanorurki węglowe, lub po prostu nanorurki, to rodzaj rurki zbudowanej z atomów węgla, a te rurki mają średnice zwykle mierzone w nanometrach. Istnieją dwa rodzaje nanorurek: jednościenne nanorurki węglowe (SWCNT) i wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT).
SWCNT można opisać jako alotropy węgla, które są produktami pośrednimi między fulerenem a płaskim grafenem. Możemy idealizować te nanorurki jako wycięcia z dwuwymiarowej heksagonalnej sieci atomów węgla, które są zwinięte wzdłuż jednego z wektorów Bravais sieci heksagonalnej, tworząc pusty cylinder.
Rysunek 02: Jednościenne nanorurki węglowe
Z drugiej strony, MWCNT składają się z zagnieżdżonych jednościennych nanorurek węglowych, które są słabo związane ze sobą poprzez interakcje Van der Waalsa w przypominającej drzewo strukturze pierścieniowej. Czasami nazywamy je dwu- i trójściennymi nanorurek węglowych.
Nanorurki węglowe wykazują niezwykłą przewodność elektryczną. Wykazują również doskonałą wytrzymałość na rozciąganie i przewodność cieplną. Wynika to z nanostruktury i siły wiązań między atomami węgla. Dodatkowo możemy chemicznie modyfikować nanorurki.
Jaka jest różnica między fulerenem a nanorurkami węglowymi?
Fullerene to alotrop węgla. Może występować w różnych kształtach i rozmiarach, takich jak kształty cylindryczne, sferyczne, elipsoidalne itp. Kluczową różnicą między fulerenem a nanorurek węglowych jest to, że fuleren jest alotropem węgla, który może występować w różnych kształtach i rozmiarach, podczas gdy nanorurka węglowa to rodzaj fulerenu o cylindrycznym kształcie. Najbardziej powszechną strukturą fulerenu jest sferyczna struktura buckyballa, która ma zamkniętą lub częściowo zamkniętą siatkę ze skondensowanymi pierścieniami złożonymi z 5 lub 7 atomów, podczas gdy nanorurki węglowe mają strukturę rurkowatą, w której każdy atom węgla ma trzy wiązania kowalencyjne z sąsiednimi atomami.
Podsumowanie – fuleren kontra nanorurki węglowe
Węgiel jest powszechnym i powszechnie występującym pierwiastkiem chemicznym na Ziemi. Może istnieć w różnych formach znanych jako alotropy węgla. Fuleren jest również rodzajem alotropu węgla. Kluczową różnicą między fulerenem a nanorurek węglowych jest to, że fuleren jest alotropem węgla, który może występować w różnych kształtach i rozmiarach, podczas gdy nanorurki węglowe są rodzajem fulerenu o cylindrycznym kształcie.
