Rozdíl mezi grafenem a uhlíkovými vlákny

klíčový rozdíl mezi grafenem a uhlíkovým vláknem je to Grafen má tloušťku jedné vrstvy atomu uhlíku, zatímco uhlíkové vlákno má tloušťku v mikrometru.

Grafen i uhlíkové vlákno jsou látky obsahující uhlík. Grafen obsahuje pouze atomy uhlíku, zatímco uhlíkové vlákno většinou obsahuje uhlík spolu s některými dalšími prvky, jako je kyslík a dusík. Dalším důležitým rozdílem mezi grafenem a uhlíkovými vlákny je způsob, jakým se uhlíkové vrstvy v těchto látkách vzájemně blokují. Oba typy však obsahují uhlík uspořádaný ve stejném pravidelném hexagonálním vzoru.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Graphene
3. Co je to uhlíkové vlákno
4. Porovnání bok po boku - grafen versus uhlíkové vlákno v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je Graphene?

Graphene je allotrop uhlíku, který má jednu vrstvu atomů uhlíku uspořádaných v pravidelném hexagonálním vzoru. V důsledku toho se jedná o semimetal, který se mírně překrývá mezi valenčním a vodivým pásem. Struktura grafenu je základní strukturou mnoha látek obsahujících uhlík, jako je grafit, diamant, uhlí, uhlíkové nanotrubice atd..

Kromě toho existuje v grafenu mnoho důležitých a neobvyklých vlastností. Jedná se například o nejsilnější materiál, který jsme kdy testovali. Kromě toho může vést teplo a elektřinu s vysokou účinností. Látka je téměř průhledná. Kromě toho ukazuje diamagnetismus a má také dvourozměrné vlastnosti.

Obrázek 01: Grafický list

Každý atom uhlíku v grafenovém listu má kolem sebe čtyři vazby, jako jsou tři sigma vazby se třemi dalšími atomy uhlíku ve stejné rovině a pí vazba kolmá k rovině. Vzdálenost mezi dvěma atomy uhlíku v této struktuře je asi 1,42 Á. Výsledkem je, že těsně nabité atomy uhlíku a sp2 hybridizace každého atomu uhlíku poskytují grafenu jeho vysokou stabilitu. Pokud tedy tyto fólie vystavíme jiným látkám obsahujícím uhlík, jako je například uhlovodík, mohou samy opravit poškození.

Aplikace grafenu jsou v oblasti medicíny (tkáňové inženýrství, bioimaging, dodávka léčiva, testování, toxicita), v elektronice (výroba tranzistorů, transparentních vodivých elektrod, optoelektroniky atd.), Ve zpracování světla (optické modulátory, UV čočky) , atd.

Co je to uhlíkové vlákno?

Uhlíkové vlákno je forma vlákna, která má většinou atomy uhlíku uspořádané v hexagonálním vzoru. Tato vlákna mají průměr asi 5 až 10 mikrometrů. Tato látka je především k dispozici ve formě nepřetržitého tažení navinutého na cívku. A tento koudel obsahuje svazek tisíců jednotlivých uhlíkových vláken nepřetržitě. Navíc je tento svazek chráněn organickým povlakem. Můžeme proto uvolnit koudel pro zamýšlenou aplikaci.

Atomová struktura tohoto materiálu je podobná struktuře grafenu; šestihranný vzor. Kromě toho existují dvě formy uhlíkových vláken podle prekurzoru, které používáme k výrobě tohoto materiálu; turbostratický nebo grafitický. Někdy se jedná o hybrid obou struktur.

Obrázek 02: Tkanina vyrobená z tkaných uhlíkových vláken

Mezi nejdůležitější vlastnosti tohoto materiálu patří vysoká tuhost, vysoká pevnost v tahu, nízká hmotnost, vysoká chemická odolnost, vysoká teplotní tolerance a nízká tepelná roztažnost. Díky těmto vlastnostem je uhlíkové vlákno oblíbené v leteckých aplikacích, ve vojenských zařízeních atd.

Jaký je rozdíl mezi grafenem a uhlíkovými vlákny?

Graphene je allotrop uhlíku, který má jednu vrstvu atomů uhlíku uspořádaných v pravidelném hexagonálním vzoru, zatímco uhlíkové vlákno je forma vlákna, která má většinou atomy uhlíku uspořádané v hexagonálním vzoru. Jedná se o materiály složené převážně z atomů uhlíku. Liší se však navzájem podle tloušťky. Klíčový rozdíl mezi grafenem a uhlíkovým vláknem je proto, že grafen má tloušťku jedné vrstvy atomu uhlíku, zatímco uhlíkové vlákno má tloušťku mikrometru. Dalším důležitým rozdílem mezi grafenem a uhlíkovými vlákny je to, že grafenové desky se těsně balí, zatímco uhlíkové vlákno nemá žádné pevně zabalené listy.

Níže uvedený infographic rozdílu mezi grafenem a uhlíkovými vlákny ukazuje větší rozdíly mezi oběma.

Shrnutí - Graphene vs Carbon Fiber

Grafen a uhlíkové vlákno jsou důležité materiály obsahující uhlík. Klíčový rozdíl mezi grafenem a uhlíkovým vláknem je ten, že grafen má tloušťku jedné vrstvy atomu uhlíku, zatímco uhlíkové vlákno má tloušťku v mikrometru.

Odkaz:

1. „Potenciální aplikace grafenu“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. října 2018. K dispozici zde  
2. „Uhlíková vlákna“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29. října 2018. K dispozici zde 

Obrázek se svolením:

1. „Graphene-3D-balls“ od Jynto (diskuse) - vlastní práce (CC0) přes Commons Wikimedia  
2. "Kohlenstofffasermatte" By Hadhuey na německé Wikipedii - vlastní práce, (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia