Kluczowa różnica między nanorurek węglowych a grafenem polega na tym, że nanorurki węglowe wykazują właściwości metaliczne lub półprzewodnikowe, podczas gdy grafen ma charakter półmetaliczny.
Nanorurki węglowe to rodzaj rurek, które składają się z atomów węgla, a średnicę tych rurek mierzy się zwykle w skali nanometrycznej. Grafen jest alotropem węgla, który występuje w postaci dwuwymiarowych arkuszy.
Co to są nanorurki węglowe?
Nanorurki węglowe to rodzaj rurek, które składają się z atomów węgla, a średnicę tych rurek mierzy się zwykle w skali nanometrycznej. Nanorurka węglowa często odnosi się do jednościennych nanorurek węglowych, które są rodzajem alotropu węgla, który ma właściwości pośrednie do fulerenu i płaskiego grafenu.
Właściwości i zastosowania nanorurek węglowych
Istnieją różne unikalne właściwości nanorurek węglowych, w tym pasmo zabronione od zera do 2 eV, metaliczne zachowanie przewodności elektrycznej, wysoka wytrzymałość na rozciąganie, metaliczna lub półprzewodnikowa wzdłuż osi rurki, użyteczna absorpcja, fotoluminescencja i właściwości spektroskopii ramanowskiej, bardzo dobra przewodność cieplna, występowanie defektów krystalograficznych itp.
Rozważając zastosowania tego materiału, jest on przydatny w postaci luzem jako włókna kompozytowe w polimerach w celu poprawy właściwości mechanicznych, termicznych i elektrycznych, produkcja „taśmy Gecko”, końcówki do sond mikroskopu sił atomowych, działają jako rusztowanie do wzrostu wiązania podczas inżynierii tkankowej itp.
Co to jest grafen?
Grafen to alotrop węgla występujący jako dwuwymiarowe arkusze, które można nazwać „dwuwymiarową siatką sześciokątną”. Co więcej, jest to nieskończenie duża cząsteczka aromatyczna. Istnieją różne ścieżki produkcji grafenu, które 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 zgodną z CMOS.
Właściwości i zastosowania grafenu
Ten materiał ma unikalny zestaw właściwości, do których należy silna struktura grafenu w porównaniu do jego grubości, która jest mocniejsza niż stal, zdolność do efektywnego przewodzenia ciepła i elektryczności, zdolność do spalania w bardzo niskich temperaturach, prawie przezroczystość, skomplikowana struktura struktury grafenu i nieliniowy diamagnetyzm. Ponadto grafen charakteryzuje się dużymi oscylacjami kwantowymi. Atomy węgla na krawędziach arkusza grafenowego mają specyficzną reaktywność chemiczną, a defekty występujące w strukturze arkusza grafenu mogą zwiększać reaktywność chemiczną. Ponadto te arkusze grafenowe mają tendencję do układania się w stos, tworząc strukturę grafitową.
Każdy atom w arkuszu grafenowym łączy się z trzema najbliższymi sąsiadami poprzez wiązania chemiczne sigma, a także przyczynia się do jednego z jego elektronów w paśmie przewodnictwa, które istnieje pomiędzy całą strukturą arkusza. Ten typ pasm przewodnictwa sprawia, że struktura grafenu jest półmetalem o niezwykłych właściwościach elektronowych, które można opisać za pomocą teorii dla bezmasowych cząstek relatywistycznych.
Rysunek 01: Jednowarstwowy tlenek grafenu poddawany wysokotemperaturowej obróbce chemicznej
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.
Jaka jest różnica między nanorurek węglowych a grafenem?
Nanorurki węglowe to rodzaj rurek, które składają się z atomów węgla, a średnicę tych rurek mierzy się zwykle w skali nanometrycznej. Grafen to alotrop węgla występujący w postaci dwuwymiarowych arkuszy. Kluczową różnicą między nanorurek węglowych a grafenem jest to, że nanorurki węglowe wykazują właściwości metaliczne lub półprzewodnikowe, podczas gdy grafen ma charakter półmetaliczny.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między nanorurek węglowych a grafenem w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – nanorurki węglowe kontra grafen
Nanorurki węglowe to rodzaj rurek, które składają się z atomów węgla, a średnicę tych rurek mierzy się zwykle w skali nanometrycznej. Grafen to alotrop węgla występujący w postaci dwuwymiarowych arkuszy. Kluczowa różnica między nanorurek węglowych a grafenem polega na tym, że nanorurki węglowe wykazują właściwości metaliczne lub półprzewodnikowe, podczas gdy grafen ma charakter półmetaliczny.
