Kluczowa różnica między grafenem a tlenkiem grafenu polega na tym, że grafen jest substancją składającą się z atomów węgla połączonych ze sobą w powtarzający się wzór sześciokątów, podczas gdy tlenek grafenu jest utlenioną formą grafenu, która jest spleciona z grupami zawierającymi tlen atomy.
Grafen można opisać jako alotrop węgla, który występuje w postaci dwuwymiarowych arkuszy. Tlenek grafenu to jednocząsteczkowy arkusz z tlenku grafitu. W tym artykule będziemy porównywać grafen z tlenkiem grafenu.
Co to jest grafen?
Grafen to alotrop węgla występujący w postaci dwuwymiarowych arkuszy, który jest nazywany „dwuwymiarową siatką sześciokątną”. Grafen jest zwykle nieskończenie dużą cząsteczką aromatyczną. Do produkcji grafenu możemy wykorzystać różne ścieżki. Niektóre z nich obejmują metody mechaniczne, rozszczepianie jednowarstwowego węgla, metody chemiczne, chemiczne osadzanie z fazy gazowej, redukcję dwutlenku węgla, metodę natrysku naddźwiękowego, metodę laserową, implantację jonów i produkcję grafenu kompatybilną z CMOS.
Grafen ma unikalny zestaw właściwości. Ma mocną strukturę w porównaniu do swojej grubości, a jego wytrzymałość jest silniejsza nawet niż stal. Inne właściwości obejmują zdolność do wydajnego przewodzenia ciepła i elektryczności, zdolność spalania w bardzo niskich temperaturach, prawie przezroczystość, skomplikowaną strukturę struktury grafenu i nieliniowy diamagnetyzm. Ponadto substancja ta ma duże oscylacje kwantowe. Atomy węgla na krawędziach arkusza grafenowego mają specyficzną reaktywność chemiczną, a defekty występujące w strukturze arkusza grafenu mogą zwiększać reaktywność chemiczną. Dodatkowo te arkusze grafenowe mają tendencję do układania się w stos, tworząc strukturę grafitową.
Rysunek 01: Arkuszowa struktura grafenu
Każdy atom w arkuszu grafenowym łączy się z trzema najbliższymi sąsiadami poprzez wiązania chemiczne sigma, a także wnosi jeden ze swoich elektronów do pasma przewodnictwa, które istnieje pomiędzy całą strukturą arkusza. Ten rodzaj pasma przewodnictwa sprawia, że struktura grafenu jest półmetalem o niezwykłych właściwościach elektronowych, które można opisać za pomocą teorii dla bezmasowych cząstek relatywistycznych.
Istnieją różne zastosowania grafenu, które obejmują używanie go jako przezroczystego i elastycznego przewodnika, który może odgrywać ważną rolę w zastosowaniach materiałów/urządzeń (np. ogniwa słoneczne, diody elektroluminescencyjne, panele dotykowe i inteligentne okna lub telefony).
Co to jest tlenek grafenu?
Tlenek grafenu to monomolekularny arkusz z tlenku grafitu. Ten materiał jest bardzo ważny, ponieważ możemy z niego wyprodukować arkusze grafenowe w efektywny, a jednocześnie niedrogi sposób. W tym przypadku tlenek grafenu jest utlenioną formą grafenu. Posiada pojedynczą warstwę atomową, splecioną z grupami funkcyjnymi zawierającymi tlen.
Rysunek 02: Wodny roztwór tlenku grafenu
Ten materiał jest dyspergowalny w wodzie i innych rozpuszczalnikach ze względu na obecność funkcji tlenowych. Dlatego łatwo jest przetwarzać ten materiał. Co więcej, ta właściwość pozwala na poprawę właściwości elektrycznych i mechanicznych ceramiki, gdy mieszamy materiał ceramiczny z tlenkiem grafenu. Nie jest to jednak dobre dla przewodności elektrycznej. Dlatego klasyfikujemy go jako izolator elektryczny. Wynika to głównie z przerwania sieci wiążących sp2 obecnych w graficie. Ale jest kilka procesów, których możemy użyć do rozszerzenia jego właściwości.
Ponadto istnieją cztery główne metody stosowane przez producentów do wytwarzania tego związku. Są to metody Staudenmaiera, Hofmanna, Brodiego i Hummersa. Te techniki mają różne różnice między nimi.
Jaka jest różnica między grafenem a tlenkiem grafenu?
Grafen można opisać jako alotrop węgla, który występuje w postaci dwuwymiarowych arkuszy. Tlenek grafenu to jednocząsteczkowy arkusz z tlenku grafitu. Kluczową różnicą między grafenem a tlenkiem grafenu jest to, że grafen jest substancją składającą się z atomów węgla połączonych ze sobą w powtarzający się wzór sześciokątów, podczas gdy tlenek grafenu jest utlenioną formą grafenu, która jest spleciona z grupami zawierającymi atomy tlenu.
Poniższa infografika przedstawia różnice między grafenem i tlenkiem grafenu w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Grafen kontra tlenek grafenu
Kluczowa różnica między grafenem a tlenkiem grafenu polega na tym, że grafen jest substancją składającą się z atomów węgla połączonych ze sobą w powtarzający się wzór sześciokątów, podczas gdy tlenek grafenu jest utlenioną formą grafenu, która jest spleciona z grupami zawierającymi tlen atomy.
