Forskel mellem grafen og kulfiber

Det vigtigste forskel mellem grafen og kulfiber er det grafen har en tykkelse af et enkelt carbonatomlag, hvorimod carbonfiber har en mikrometerskala tykkelse.

Både grafen og carbonfiber er kulstofholdige stoffer. Grafen indeholder kun kulstofatomer, medens kulfiber for det meste indeholder kulstof sammen med nogle andre elementer såsom ilt og nitrogen. En anden vigtig forskel mellem grafen og carbonfiber er den måde, hvorpå carbonarkene griber ind i disse stoffer. Imidlertid indeholder begge typer kulstof arrangeret i det samme almindelige hexagonale mønster.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Graphene
3. Hvad er kulfiber
4. Sammenligning side ved side - Graphene vs carbon fiber i tabelform
5. Resume

Hvad er Graphene?

Grafen er en allotrop kulstof, der har et enkelt lag carbonatomer arrangeret i et regelmæssigt hexagonalt mønster. Derfor er det et semimetalt, der har lille overlapning mellem valens- og ledningsbånd. Strukturen af ​​grafen er den grundlæggende struktur for mange kulstofholdige stoffer såsom grafit, diamant, trækul, carbon nanorør osv..

Der er desuden mange vigtige og usædvanlige egenskaber i grafen. For eksempel er det det stærkeste materiale, vi nogensinde har testet. Desuden kan det lede varme og elektricitet i høj effektivitet. Stoffet er næsten gennemsigtigt. Bortset fra det viser det diamagnetisme, og det har også to-dimensionelle egenskaber.

Figur 01: Graphene Sheet

Hvert carbonatom i grafenarket har fire bindinger omkring sig, såsom tre sigma-bindinger med tre andre carbonatomer i det samme plan og en pi-binding vinkelret på planet. Afstanden mellem de to carbonatomer i denne struktur er ca. 1,42 Å. Som et resultat giver de tætpakkede carbonatomer og sp2-hybridiseringen af ​​hvert carbonatom grafen dets høje stabilitet. Så hvis vi udsætter disse lag for andre kulstofholdige stoffer, såsom carbonhydrid, kan de reparere skaderne i selve pladerne.

Anvendelser af grafen er inden for medicin (vævsteknik, bioimaging, medikamentlevering, test, toksicitet), inden for elektronik (produktion af transistorer, gennemsigtige ledende elektroder, optoelektronik osv.), I lysbehandling (optiske modulatorer, UV-linse) , etc.

Hvad er kulfiber?

Kulfiber er en form for fiber, der for det meste har carbonatomer arrangeret i et hexagonalt mønster. Disse fibre har ca. 5-10 mikrometer i diameter. Frem for alt er dette stof tilgængeligt i form af et kontinuerligt bugsår på en rulle. Og dette slæb indeholder et bundt af tusinder af individuelle kulstoffilamenter kontinuerligt. Desuden er dette bundt beskyttet med en organisk belægning. Derfor kan vi slappe af slæbet til den tilsigtede applikation.

Dette materiales atomstruktur svarer til grafenens struktur; hexagonal mønster. Der er desuden to former for kulfiber i henhold til den forløber, vi bruger til at fremstille dette materiale; turbostratisk eller grafitisk. Nogle gange er det en hybrid af begge strukturer.

Figur 02: Stof fremstillet af vævede kulstoffilamenter

De vigtigste egenskaber ved dette materiale inkluderer høj stivhed, høj trækstyrke, lav vægt, høj kemisk modstand, høj temperaturtolerance og lav termisk ekspansion. På grund af disse egenskaber er kulfiber populær i rumfartsapplikationer, militære osv.

Hvad er forskellen mellem grafen og kulfiber?

Grafen er en allotrop af kulstof, der har et enkelt lag carbonatomer arrangeret i et regelmæssigt hexagonalt mønster, mens kulfiber er en form for fiber, der for det meste har carbonatomer arrangeret i et hexagonalt mønster. Dette er materialer, der hovedsageligt består af carbonatomer. De adskiller sig imidlertid fra hinanden afhængigt af tykkelsen. Derfor er den vigtigste forskel mellem grafen og carbonfiber, at grafen har en tykkelse af et enkelt carbonatomlag, medens carbonfiber har en mikrometer skalaetykkelse. En anden vigtig forskel mellem grafen og kulfiber er, at grafenark pakkes tæt, medens kulfiber ikke har nogen tæt pakket ark.

Nedenstående infografiske forskel mellem grafen og carbonfiber viser flere forskelle mellem begge.

Resume - Graphene vs Carbon Fiber

Grafen og kulfiber er vigtige kulstofholdige materialer. Den vigtigste forskel mellem grafen og carbonfiber er, at grafen har en tykkelse af et enkelt carbonatomlag, hvorimod carbonfiber har en mikrometer skala tykkelse.

Reference:

1. "Potentielle applikationer af Graphene." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. oktober 2018. Tilgængelig her  
2. "Carbon Fibers." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29. oktober 2018. Tilgængelig her 

Billede høflighed:

1. ”Graphene-3D-balls” Af Jynto (tale) - Eget arbejde (CC0) via Commons Wikimedia  
2. ”Kohlenstofffasermatte” Af Hadhuey på tysk Wikipedia - Eget arbejde, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia