Разлика между графен и въглеродни влакна

Най- ключова разлика между графен и въглеродни влакна е това графенът има дебелина на единичен въглероден атомен слой, докато въглеродните влакна имат дебелина на скалата на микрометра.

И графенът, и въглеродните влакна са вещества, съдържащи въглерод. Графенът съдържа само въглеродни атоми, докато въглеродните влакна съдържат най-вече въглерод, заедно с някои други елементи като кислород и азот. Друга важна разлика между графена и въглеродните влакна е в начина, по който въглеродните листове се блокират в тези вещества. И двата вида обаче съдържат въглерод, подреден в един и същ редовен шестоъгълен модел.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е графен
3. Какво е въглеродни влакна
4. Паралелно сравнение - Графен срещу въглеродни влакна в таблична форма
5. Резюме

Какво е графен?

Графенът е алотроп от въглерод, който има един слой въглеродни атоми, подредени в правилен шестоъгълен шаблон. Следователно това е полуметал, който има малки припокривания между валентните и проводящите ленти. Структурата на графена е основната структура на много въглеродсъдържащи вещества като графит, диамант, въглен, въглеродни нанотръби и др..

Освен това в графена има много важни и необичайни свойства. Например, това е най-силният материал, който някога сме тествали. Освен това, той може да провежда топлина и електричество с висока ефективност. Веществото е почти прозрачно. Освен това, той показва диамагнетизъм, а също така има и двуизмерни свойства.

Фигура 01: Графенов лист

Всеки въглероден атом в графеновия лист има четири връзки около него, като три сигма връзки с три други въглеродни атома в същата равнина и pi връзка, перпендикулярна на равнината. Разстоянието между двата въглеродни атома в тази структура е около 1,42 Å. В резултат на това плътно опакованите въглеродни атоми и sp2 хибридизацията на всеки въглероден атом придават на графена неговата висока стабилност. По този начин, ако изложим тези листове на други вещества, съдържащи въглерод, като въглеводород, те могат да поправят щетите в самите листове.

Приложенията на графена са в областта на медицината (тъканно инженерство, биоизобразяване, доставяне на лекарства, тестване, токсичност), в електрониката (производство на транзистори, прозрачни проводими електроди, оптоелектроника и др.), В леката обработка (оптични модулатори, UV леща) и т.н..

Какво е въглеродни влакна?

Въглеродните влакна са форма на влакна, която има предимно въглеродни атоми, подредени в шестоъгълен шаблон. Тези влакна имат около 5-10 микрометра в диаметър. Преди всичко това вещество се предлага под формата на непрекъснато навита кърпа върху макара. И тази тегличка съдържа сноп от хиляди отделни въглеродни нишки непрекъснато. Освен това този сноп е защитен с органично покритие. Ето защо можем да развием тегленето за предвиденото приложение.

Атомната структура на този материал е подобна на тази на графена; шестоъгълен модел. Освен това има две форми на въглеродни влакна според предшественика, който използваме за направата на този материал; турбостратен или графитен. Понякога това е хибрид на двете структури.

Фигура 02: Тъкани, изработени от тъкани въглеродни нишки

Най-важните свойства на този материал включват висока твърдост, висока якост на опън, ниско тегло, висока химическа устойчивост, високотемпературен толеранс и ниско термично разширение. Поради тези свойства, въглеродните влакна са популярни в аерокосмическите приложения, военните и др.

Каква е разликата между графена и въглеродните влакна?

Графенът е алотроп от въглерод, който има един слой въглеродни атоми, подредени в правилен шестоъгълен образец, докато въглеродните влакна са форма на влакна, които имат предимно въглеродни атоми, подредени в шестоъгълен шаблон. Това са материали, съставени главно от въглеродни атоми. Те обаче се различават помежду си според дебелината. Следователно, основната разлика между графена и въглеродните влакна е, че графенът има дебелина на слой от един въглероден атом, докато въглеродните влакна имат дебелина на скалата на микрометра. Друга важна разлика между графена и въглеродните влакна е, че графеновите листа се опаковат плътно, докато въглеродните влакна нямат плътно опаковани листове.

По-долу инфографиката за разликата между графен и въглеродни влакна показва повече разлики между двете.

Обобщение - Графен срещу въглеродни влакна

Графенът и въглеродните влакна са важни въглеродсъдържащи материали. Ключовата разлика между графена и въглеродните влакна е, че графенът има дебелина на слой от един въглероден атом, докато въглеродните влакна имат дебелина на скалата на микрометра.

справка:

1. "Потенциални приложения на графена." Уикипедия, Фондация Уикимедия, 24 октомври 2018 г. Достъпно тук  
2. "Въглеродни влакна." Уикипедия, Фондация Уикимедия, 29 октомври 2018 г. Достъпно тук 

С любезност на изображенията:

1. "Graphene-3D-топчета" от Jynto (беседа) - Собствена работа (CC0) през Commons Wikimedia  
2. "Kohlenstofffasermatte" от Хадхуей от немската Уикипедия - Собствена работа, (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia на Commons