Perbezaan Antara Grafena dan Serat Karbon

The perbezaan utama antara graphene dan serat karbon ialah graphene mempunyai ketebalan lapisan atom karbon tunggal manakala serat karbon mempunyai ketebalan skala mikrometer.

Kedua-dua graphene dan serat karbon adalah bahan yang mengandungi karbon. Graphene hanya mengandungi atom karbon manakala serat karbon kebanyakannya mengandungi karbon bersama-sama dengan beberapa unsur lain seperti oksigen dan nitrogen. Satu lagi perbezaan penting antara graphene dan serat karbon adalah dengan cara bahawa kunci karbon terkunci dalam bahan-bahan ini. Bagaimanapun, kedua-dua jenis mengandungi karbon yang diatur dalam corak heksagon biasa yang sama.

KANDUNGAN

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Graphene
3. Apa itu Serat Karbon
4. Side by Side Comparison - Graphene vs Carbon Fiber in Tabular Form
5. Ringkasan

Apa itu Graphene?

Graphene adalah allotrope karbon yang mempunyai satu lapisan atom karbon yang diatur dalam corak heksagon biasa. Oleh itu, ia adalah satu semimetal yang mempunyai pertindihan kecil antara valensi dan band konduksi. Struktur graphene adalah struktur asas bahan yang mengandungi banyak karbon seperti grafit, berlian, arang, nanotube karbon, dan sebagainya..

Selain itu, terdapat banyak sifat penting dan tidak biasa dalam graphene. Sebagai contoh, ia adalah bahan terkuat yang pernah kita uji. Tambahan pula, ia boleh menjalankan haba dan elektrik dengan kecekapan tinggi. Bahan ini hampir telus. Selain itu, ia menunjukkan diamagnetisme dan juga mempunyai sifat dua dimensi.

Rajah 01: Graphene Sheet

Setiap atom karbon dalam lembaran graphene mempunyai empat ikatan di sekelilingnya seperti tiga ikatan sigma dengan tiga atom karbon lain dalam satah yang sama dan ikatan pi sejajar dengan satah. Jarak antara dua atom karbon dalam struktur ini adalah kira-kira 1.42 Å. Akibatnya, atom-atom karbon yang dikemas rapat dan hibridisasi sp2 bagi setiap atom karbon memberikan graphene kestabilan yang tinggi. Oleh itu, jika kita mendedahkan helaian ini ke bahan lain yang mengandungi karbon seperti hidrokarbon, mereka boleh membaiki kerosakan di lembaran itu sendiri.

Aplikasi graphene adalah dalam bidang perubatan (kejuruteraan tisu, bioimaging, penghantaran ubat, ujian, ketoksikan), dalam elektronik (pengeluaran transistor, elektrod yang menjalankan telus, optoelektronik, dll.), Dalam pemprosesan ringan (modulator optik, , dan lain-lain.

Apa itu Serat Karbon?

Serat karbon adalah sejenis serat yang kebanyakannya atom karbon disusun dalam corak heksagon. Gentian ini mempunyai diameter kira-kira 5-10 mikrometer. Di atas semua, bahan ini boleh didapati dalam bentuk luka tunda yang berterusan ke gelendong. Dan, tunda ini mengandungi sekumpulan ribuan filamen karbon individu secara berterusan. Selain itu, bungkusan ini dilindungi dengan salutan organik. Oleh itu, kita boleh melepaskan tunda untuk permohonan yang dimaksudkan.

Struktur atom bahan ini mirip dengan graphene; corak heksagon. Selain itu, terdapat dua bentuk serat karbon mengikut prekursor yang kami gunakan untuk membuat bahan ini; turbostratic atau graphitic. Kadang-kadang, ia adalah hibrid kedua-dua struktur.

Rajah 02: Kain diperbuat daripada Filamen Karbon Woven

Sifat yang paling penting dalam bahan ini termasuk kekakuan tinggi, kekuatan tegangan yang tinggi, berat badan yang rendah, rintangan kimia tinggi, toleransi suhu tinggi dan pengembangan haba yang rendah. Oleh kerana sifat-sifat ini, serat karbon sangat popular dalam aplikasi aeroangkasa, tentera, dan lain-lain.

Apakah Perbezaan Antara Grafena dan Serat Karbon?

Graphene adalah allotrope karbon yang mempunyai satu lapisan atom karbon yang disusun dalam corak heksagon tetap manakala serat karbon adalah sejenis serat yang kebanyakannya atom karbon disusun dalam corak heksagon. Ini adalah bahan yang terdiri daripada atom karbon. Walau bagaimanapun, mereka berbeza antara satu sama lain mengikut ketebalannya. Oleh itu, perbezaan utama antara graphene dan serat karbon ialah graphene mempunyai ketebalan lapisan atom karbon tunggal manakala serat karbon mempunyai ketebalan skala micrometre. Satu lagi perbezaan penting antara graphene dan serat karbon adalah bahawa lembaran graphene dibungkus dengan ketat manakala serat karbon tidak mempunyai padat.

Di bawah infographic pada perbezaan antara graphene dan serat karbon menunjukkan lebih banyak perbezaan antara keduanya.

Ringkasan - Graphene vs Carbon Fiber

Graphene dan serat karbon adalah bahan yang mengandungi karbon yang penting. Perbezaan utama antara graphene dan serat karbon ialah graphene mempunyai ketebalan lapisan atom karbon tunggal manakala serat karbon mempunyai ketebalan skala micrometre.

Rujukan:

1. "Aplikasi Potensi Graphene." Wikipedia, Yayasan Wikimedia, 24 Oktober 2018. Boleh didapati di sini  
2. "Serat karbon." Wikipedia, Yayasan Wikimedia, 29 Okt 2018. Boleh didapati di sini 

Image Courtesy:

1. "Graphene-3D-balls" Oleh Jynto (bercakap) - Kerja sendiri (CC0) melalui Wikimedia Commons  
2. "Kohlenstofffasermatte" Oleh Hadhuey di Wikipedia bahasa Jerman - Kerja sendiri, (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons