Klíčový rozdíl mezi fullerenovými a uhlíkovými nanotrubicemi je ten, že fulleren je alotrop uhlíku, který může existovat v různých tvarech a velikostech, zatímco uhlíkové nanotrubice jsou typem fullerenu s válcovými tvary.
Existují různé typy alotropů uhlíku, jako je diamant, grafit a fulleren. Všechny tyto typy jsou chemické struktury tvořené pouze atomy uhlíku.
Co je fuleren?
Fulleren je typ alotropu uhlíku, jehož molekuly atomů uhlíku jsou navzájem vázané jednoduchými a dvojnými vazbami za vzniku uzavřené nebo částečně uzavřené sítě s fúzovanými kruhy o 5 nebo 7 atomech. Tato molekula se může vyskytovat jako duté koule, elipsoidy, trubice nebo jiné tvary a velikosti.
Pokud je fulleren topologií uzavřené sítě, neformálně se označuje empirickým vzorcem Cn, kde n je počet atomů uhlíku. Někdy některé hodnoty pro n představují více než jeden izomer. Nejznámějším číslem této skupiny je buckminsterfulleren. To bylo pojmenováno po Buckminster Fuller. Proto jsou uzavřené fullereny také známé jako buckyballs, které se podobají standardním míčům asociačního fotbalu.
Obrázek 01: Fulleren
Při zvažování vlastností fullerenu je každý atom uhlíku spojen pouze se třemi sousedními atomy a tyto vazby jsou směsí jednoduchých a dvojných kovalentních vazeb. Hybridizace těchto uhlíkových atomů může být uvedena jako sp2. Podle některých výzkumných studií může být reaktivita fullerenu zvýšena připojením aktivních skupin k povrchům.
Co jsou uhlíkové nanotrubice?
Uhlíkové nanotrubice, nebo jednoduše nanotrubice, jsou typem trubice vyrobené z atomů uhlíku a tyto trubice mají průměry typicky měřené v nanometrech. Existují dva typy nanotrubiček jako jednostěnné uhlíkové nanotrubice (SWCNT) a vícestěnné uhlíkové nanotrubice (MWCNT).
SWCNT lze popsat jako alotropy uhlíku, které jsou meziprodukty mezi fullerenem a plochým grafenem. Tyto nanotrubice si můžeme idealizovat jako výřezy z 2D hexagonální mřížky atomů uhlíku, které jsou srolovány podél jednoho z Bravaisových mřížkových vektorů hexagonální mřížky a tvoří dutý válec.
Obrázek 02: Jednostěnné uhlíkové nanotrubice
Na druhé straně se MWCNT skládají z vnořených jednostěnných uhlíkových nanotrubic, které jsou spolu slabě vázány prostřednictvím Van der Waalsových interakcí ve stromové prstencové struktuře. Někdy je označujeme jako uhlíkové nanotrubice s dvojitou a trojitou stěnou.
Uhlíkové nanotrubičky vykazují pozoruhodnou elektrickou vodivost. Vykazují také vynikající pevnost v tahu a tepelnou vodivost. To je způsobeno nanostrukturou a pevností vazeb mezi atomy uhlíku. Navíc můžeme nanotrubice chemicky upravovat.
Jaký je rozdíl mezi fulerenovými a uhlíkovými nanotrubičkami?
Fulleren je allotrop uhlíku. Může se vyskytovat v různých tvarech a velikostech, jako jsou válcové tvary, kulovité tvary, elipsoidní tvary atd. Klíčový rozdíl mezi fullerenovými a uhlíkovými nanotrubicemi je ten, že fulleren je alotrop uhlíku, který může existovat v různých tvarech a velikostech, zatímco uhlíkové nanotrubice je druh fullerenu, který má válcovitý tvar. Nejběžnější strukturou fullerenu je kulovitá buckyballová struktura, která má uzavřenou nebo částečně uzavřenou síť s fúzovanými kruhy o 5 nebo 7 atomech, zatímco uhlíkové nanotrubice mají trubicovité struktury, ve kterých má každý atom uhlíku tři kovalentní vazby se sousedními atomy.
Shrnutí – Fulleren vs uhlíkové nanotrubičky
Uhlík je běžný a hojně se vyskytující chemický prvek na Zemi. Může existovat v různých formách známých jako allotropy uhlíku. Fulleren je také druh alotropu uhlíku. Klíčový rozdíl mezi fullerenovými a uhlíkovými nanotrubicemi je ten, že fulleren je alotrop uhlíku, který může existovat v různých tvarech a velikostech, zatímco uhlíkové nanotrubice jsou typem fullerenu s válcovým tvarem.
