Klíčový rozdíl mezi uhlíkovými nanotrubicemi a grafenem je v tom, že uhlíkové nanotrubičky vykazují kovové nebo polovodivé vlastnosti, zatímco grafen vykazuje polokovovou povahu.
Uhlíkové nanotrubice jsou typem trubek, které se skládají z atomů uhlíku a průměr těchto trubic se obvykle měří na nanometrové stupnici. Grafen je alotrop uhlíku, který se vyskytuje jako dvourozměrné listy.
Co jsou uhlíkové nanotrubice?
Uhlíkové nanotrubice jsou typem trubek, které se skládají z atomů uhlíku a průměr těchto trubic se obvykle měří na nanometrové stupnici. Uhlíková nanotrubice často označuje jednostěnné uhlíkové nanotrubice, které jsou typem alotropu uhlíku, který má vlastnosti mezi fullerenem a plochým grafenem.
Vlastnosti a použití uhlíkových nanotrubiček
Uhlíkové nanotrubice mají různé jedinečné vlastnosti, včetně bandgap pohybujícího se od nuly do 2 eV, kovového chování elektrické vodivosti, vysoké pevnosti v tahu, ať už kovové nebo polovodivé povahy podél osy trubice, užitečné absorpce, fotoluminiscence a Ramanovy spektroskopické vlastnosti, velmi dobrá tepelná vodivost, výskyt krystalografických defektů atd.
Při zvažování aplikací tohoto materiálu je užitečný v hromadné formě jako kompozitní vlákna v polymerech pro zlepšení mechanických, tepelných a elektrických vlastností, výroba „Gecko pásky“, hrotů pro mikroskopické sondy atomární síly, působí jako lešení pro růst vazby během tkáňového inženýrství atd.
Co je grafen?
Grafen je alotrop uhlíku, který se vyskytuje jako dvourozměrné pláty, které lze pojmenovat jako „dvourozměrnou hexagonální mřížku“. Navíc je to nekonečně velká aromatická molekula. Existují různé způsoby výroby grafenu, které zahrnují mechanické metody, štěpení monovrstvy uhlíku, chemické metody, chemickou depozici par, redukci oxidu uhličitého, metodu nadzvukového rozprašování, laserovou metodu, iontovou implantaci a výrobu grafenu kompatibilní s CMOS.
Vlastnosti a použití grafenu
Tento materiál má unikátní sadu vlastností, které zahrnují silnou strukturu grafenu ve srovnání s jeho tloušťkou, která je dokonce pevnější než ocel, schopnost účinně vést teplo a elektřinu, schopnost hořet při velmi nízkých teplotách, téměř průhlednost, komplikovaná struktura struktury grafenu a nelineární diamagnetismus. Navíc má grafen velké kvantové oscilace. Atomy uhlíku na okrajích grafenového listu mají specifickou chemickou reaktivitu a defekty, které se vyskytují v jeho struktuře listu, mohou zvýšit chemickou reaktivitu. Kromě toho mají tyto grafenové desky tendenci se skládat a vytvářet grafitovou strukturu.
Každý atom v grafenové fólii se spojuje se svými třemi nejbližšími sousedy prostřednictvím sigma chemických vazeb a také přispívá jedním ze svých elektronů do vodivostního pásu, který existuje mezi celou strukturou listu. Tento typ vodivostních pásů dělá z grafenové struktury polokov s neobvyklými elektronickými vlastnostmi, které lze popsat pomocí teorií pro bezhmotné relativistické částice.
Obrázek 01: Jednovrstvý oxid grafenu procházející chemickou úpravou při vysoké teplotě
Existují různé aplikace grafenu, které zahrnují jeho použití jako průhledného a flexibilního vodiče, který může hrát důležitou roli v aplikacích materiálů/zařízení (např. solární články, světelné diody, dotykové panely a chytrá okna nebo telefony.
Jaký je rozdíl mezi uhlíkovými nanotrubičkami a grafenem?
Uhlíkové nanotrubice jsou typem trubek, které se skládají z atomů uhlíku a průměr těchto trubic se obvykle měří na nanometrové stupnici. Grafen je alotrop uhlíku, který se vyskytuje jako dvourozměrné listy. Klíčový rozdíl mezi uhlíkovými nanotrubicemi a grafenem je v tom, že uhlíkové nanotrubičky vykazují kovové nebo polovodivé vlastnosti, zatímco grafen vykazuje polokovovou povahu.
Následující infografika shrnuje rozdíly mezi uhlíkovými nanotrubicemi a grafenem v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Uhlíkové nanotrubičky vs grafen
Uhlíkové nanotrubice jsou typem trubek, které se skládají z atomů uhlíku a průměr těchto trubic se obvykle měří na nanometrové stupnici. Grafen je alotrop uhlíku, který se vyskytuje jako dvourozměrné listy. Klíčový rozdíl mezi uhlíkovými nanotrubicemi a grafenem je v tom, že uhlíkové nanotrubice vykazují kovové nebo polovodivé vlastnosti, zatímco grafen vykazuje polokovovou povahu.
