Kľúčový rozdiel medzi uhlíkovými nanorúrkami a grafénom je v tom, že uhlíkové nanorúrky majú kovové alebo polovodivé vlastnosti, zatiaľ čo grafén má polokovový charakter.
Uhlíkové nanorúrky sú typom trubíc, ktoré sa skladajú z atómov uhlíka a priemer týchto trubíc sa zvyčajne meria pomocou nanometrovej stupnice. Grafén je alotrop uhlíka, ktorý sa vyskytuje ako dvojrozmerné pláty.
Čo sú uhlíkové nanorúrky?
Uhlíkové nanorúrky sú typom trubíc, ktoré sa skladajú z atómov uhlíka a priemer týchto trubíc sa zvyčajne meria pomocou nanometrovej stupnice. Uhlíkové nanorúrky sa často označujú ako jednostenné uhlíkové nanorúrky, ktoré sú typom alotropu uhlíka, ktorý má vlastnosti medzi fullerénom a plochým grafénom.
Vlastnosti a použitie uhlíkových nanorúriek
Uhlíkové nanorúrky majú rôzne jedinečné vlastnosti, vrátane šírky pásma od nuly do 2 eV, kovového správania elektrickej vodivosti, vysokej pevnosti v ťahu, či už kovovej alebo polovodičovej povahy pozdĺž rúrkovej osi, užitočnej absorpcie, fotoluminiscencie a Ramanove spektroskopické vlastnosti, veľmi dobrá tepelná vodivosť, výskyt kryštalografických defektov atď.
Pri zvažovaní aplikácií tohto materiálu je užitočný v sypkej forme ako kompozitné vlákna v polyméroch na zlepšenie mechanických, tepelných a elektrických vlastností, výroba „geckopásky“, hrotov pre mikroskopické sondy atómovej sily, pôsobí ako lešenie na rast väzby počas tkanivového inžinierstva atď.
Čo je grafén?
Grafén je alotróp uhlíka, ktorý sa vyskytuje ako dvojrozmerné pláty, ktoré možno pomenovať ako „dvojrozmernú hexagonálnu mriežku“. Navyše je to nekonečne veľká aromatická molekula. Existujú rôzne spôsoby výroby grafénu, ktoré zahŕňajú mechanické metódy, štiepenie monovrstvy uhlíka, chemické metódy, chemické nanášanie pár, redukciu oxidu uhličitého, metódu nadzvukového nástreku, laserovú metódu, iónovú implantáciu a výrobu grafénu kompatibilného s CMOS.
Vlastnosti a použitie grafénu
Tento materiál má jedinečný súbor vlastností, medzi ktoré patrí silná štruktúra grafénu v porovnaní s jeho hrúbkou, ktorá je dokonca pevnejšia ako oceľ, schopnosť efektívne viesť teplo a elektrinu, schopnosť horieť pri veľmi nízkych teplotách, takmer priehľadnosť, komplikovaná štruktúra štruktúry grafénu a nelineárny diamagnetizmus. Okrem toho má grafén veľké kvantové oscilácie. Atómy uhlíka na okrajoch grafénového listu majú špecifickú chemickú reaktivitu a defekty, ktoré sa vyskytujú v jeho štruktúre listu, môžu zvýšiť chemickú reaktivitu. Okrem toho majú tieto grafénové pláty tendenciu sa stohovať a vytvárať grafitovú štruktúru.
Každý atóm v grafénovej fólii sa spája so svojimi tromi najbližšími susedmi prostredníctvom sigma chemických väzieb a tiež prispieva jedným zo svojich elektrónov do vodivého pásma, ktoré existuje medzi celou štruktúrou fólie. Tento typ vodivých pásov robí z grafénovej štruktúry polokov s nezvyčajnými elektronickými vlastnosťami, ktoré možno opísať pomocou teórií pre bezhmotné relativistické častice.
Obrázok 01: Jednovrstvový oxid grafénu podstupujúci vysokoteplotné chemické spracovanie
Existujú rôzne aplikácie grafénu, medzi ktoré patrí jeho použitie ako priehľadného a flexibilného vodiča, ktorý môže hrať dôležitú úlohu v aplikáciách materiálov/zariadení (napr. solárne články, diódy vyžarujúce svetlo, dotykové panely a inteligentné okná alebo telefóny.
Aký je rozdiel medzi uhlíkovými nanorúrkami a grafénom?
Uhlíkové nanorúrky sú typom trubíc, ktoré sa skladajú z atómov uhlíka a priemer týchto trubíc sa zvyčajne meria pomocou nanometrovej stupnice. Grafén je alotróp uhlíka, ktorý sa vyskytuje ako dvojrozmerné listy. Kľúčový rozdiel medzi uhlíkovými nanorúrkami a grafénom je v tom, že uhlíkové nanorúrky vykazujú kovové alebo polovodivé vlastnosti, zatiaľ čo grafén má polokovový charakter.
Nasledujúca infografika sumarizuje rozdiely medzi uhlíkovými nanorúrkami a grafénom v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Uhlíkové nanorúrky vs grafén
Uhlíkové nanorúrky sú typom trubíc, ktoré sa skladajú z atómov uhlíka a priemer týchto trubíc sa zvyčajne meria pomocou nanometrovej stupnice. Grafén je alotróp uhlíka, ktorý sa vyskytuje ako dvojrozmerné listy. Kľúčový rozdiel medzi uhlíkovými nanorúrkami a grafénom je v tom, že uhlíkové nanorúrky vykazujú kovové alebo polovodivé vlastnosti, zatiaľ čo grafén vykazuje polokovovú povahu.
