Forskjellen mellom grafen og karbonfiber

De nøkkelforskjell mellom grafen og karbonfiber er det grafen har en tykkelse på et enkelt karbonatomlag, mens karbonfiber har en mikrometerskala tykkelse.

Både grafen og karbonfiber er karbonholdige stoffer. Grafen inneholder bare karbonatomer, mens karbonfiber for det meste inneholder karbon sammen med noen andre elementer som oksygen og nitrogen. En annen viktig forskjell mellom grafen og karbonfiber er at kullarkene låses i disse stoffene. Imidlertid inneholder begge typer karbon arrangert i samme vanlige sekskantede mønster.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Graphene
3. Hva er karbonfiber
4. Side ved side sammenligning - Graphene vs Carbon Fiber i Tabular Form
5. Sammendrag

Hva er Graphene?

Grafen er en allotrop av karbon som har et enkelt lag med karbonatomer som er arrangert i et vanlig sekskantet mønster. Følgelig er det en halvdel som har liten overlapping mellom valens og ledningsbånd. Strukturen av grafen er grunnstrukturen til mange karbonholdige stoffer som grafitt, diamant, trekull, karbonnanorør osv..

Videre er det mange viktige og uvanlige egenskaper i grafen. For eksempel er det det sterkeste materialet som vi noen gang har testet. Videre kan den utføre varme og elektrisitet i høy effektivitet. Stoffet er nesten gjennomsiktig. Bortsett fra det, viser den diamagnetisme, og den har også todimensjonale egenskaper.

Figur 01: Grafene ark

Hvert karbonatom i grafenarket har fire bindinger rundt det som tre sigma-bindinger med tre andre karbonatomer i samme plan og en pi-binding vinkelrett på flyet. Avstanden mellom de to karbonatomene i denne strukturen er ca. 1,42 Å. Som et resultat gir de tettpakkede karbonatomene og sp2-hybridiseringen av hvert karbonatom grafen sin høye stabilitet. Således, hvis vi utsetter disse arkene for andre karbonholdige stoffer som hydrokarbon, kan de reparere skadene i arkene selv.

Bruk av grafen er innen medisinområdet (vevsteknikk, bioimaging, legemiddellevering, testing, toksisitet), i elektronikk (produksjon av transistorer, transparente ledende elektroder, optoelektronikk, etc.), i lysbehandling (optiske modulatorer, UV-objektiv) , etc.

Hva er karbonfiber?

Karbonfiber er en form for fiber som hovedsakelig inneholder karbonatomer i et sekskantet mønster. Disse fibrene har omtrent 5-10 mikrometer i diameter. Fremfor alt er dette stoffet tilgjengelig i form av en kontinuerlig slep på en hjuls. Og denne tauet inneholder et bunt av tusenvis av individuelle karbonfilamenter på en kontinuerlig måte. Videre er dette buntet beskyttet med et organisk belegg. Derfor kan vi slappe av tauet for den tiltenkte applikasjonen.

Den atomiske strukturen til dette materialet er lik den for grafen; sekskantet mønster. Videre er det to former for karbonfiber i henhold til forløperen som vi bruker til å lage dette materialet; turbostratisk eller grafittisk. Noen ganger er det en hybrid av begge strukturer.

Figur 02: Stoff laget av vevde karbonfilamenter

De viktigste egenskapene til dette materialet er høy stivhet, høy strekkfasthet, lav vekt, høy kjemisk motstand, høy temperatur toleranse og lav termisk ekspansjon. På grunn av disse egenskapene, er karbonfiber populær innen luftfartsapplikasjoner, militære osv.

Hva er forskjellen mellom grafen og karbonfiber?

Grafen er en allotrop av karbon som har et enkelt lag med karbonatomer som er arrangert i et vanlig sekskantet mønster mens karbonfiber er en form for fiber som for det meste har karbonatomer anordnet i et sekskantet mønster. Disse er materialer som hovedsakelig består av karbonatomer. Imidlertid er de forskjellige fra hverandre i henhold til tykkelsen. Derfor er nøkkelforskjellen mellom grafen og karbonfiber at grafen har en tykkelse av enkeltkarbonatomlag, mens karbonfiber har en mikrometerskala tykkelse. En annen viktig forskjell mellom grafen og karbonfiber er at grafenarkene pakker tett, mens karbonfiber ikke har tett pakket ark.

Den underliggende infografiske forskjellen mellom grafen og karbonfiber viser flere forskjeller mellom begge deler.

Oppsummering - Graphene vs Carbon Fiber

Grafene og karbonfiber er viktige karbonholdige materialer. Hovedforskjellen mellom grafen og karbonfiber er at grafen har en tykkelse på enkeltkullatomlag, mens karbonfiber har en mikrometerskala tykkelse.

Henvisning:

1. "Potentielle applikasjoner av Graphene." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. oktober 2018. Tilgjengelig her  
2. "Carbon Fiber." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29. oktober 2018. Tilgjengelig her 

Bilde Courtesy:

1. "Grafene-3D-baller" Av Jynto (snakk) - Eget arbeid (CC0) via Commons Wikimedia  
2. "Kohlenstofffasermatte" Av Hadhuey på tysk Wikipedia - eget arbeid, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia