Skillnad mellan grafen och kolfiber

De nyckelskillnad mellan grafen och kolfiber är det grafen har en tjocklek av enstaka kolatomskikt medan kolfiber har en tjocklek av mikrometerskala.

Både grafen och kolfiber är kolinnehållande ämnen. Grafen innehåller bara kolatomer medan kolfiber innehåller mestadels kol tillsammans med några andra element som syre och kväve. En annan viktig skillnad mellan grafen och kolfiber är i det sättet att kolplåten sammanlås i dessa ämnen. Båda typerna innehåller emellertid kol som är arrangerade i samma vanliga sexkantiga mönster.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är Graphene
3. Vad är Carbon Fiber
4. Jämförelse vid sida vid sida - Graphene vs Carbon Fiber i Tabular Form
5. Sammanfattning

Vad är Graphene?

Grafen är en allotrop av kol som har ett enda lager kolatomer arrangerade i ett regelbundet sexkantigt mönster. Följaktligen är det en semimetall som har liten överlappning mellan valens och ledningsband. Strukturen av grafen är den grundläggande strukturen hos många kolhaltiga ämnen, såsom grafit, diamant, kol, kolnanorör, etc.

Dessutom finns det många viktiga och ovanliga egenskaper i grafen. Det är till exempel det starkaste materialet som vi någonsin testat. Dessutom kan den ge värme och el i hög effektivitet. Ämnet är nästan transparent. Bortsett från det visar den diamagnetism och det har också tvådimensionella egenskaper.

Figur 01: Grafenark

Varje kolatom i grafenarket har fyra bindningar runt den, såsom tre sigmabindningar med tre andra kolatomer i samma plan och ett pi-bindning vinkelrätt mot planet. Avståndet mellan de två kolatomerna i denna struktur är ca 1,42 Å. Som ett resultat ger de tätt packade kolatomerna och sp2-hybridiseringen av varje kolatom grafen sin höga stabilitet. Således kan vi, om vi exponerar dessa ark till andra kolhaltiga ämnen, såsom kolväte, reparera skadorna i själva arken.

Användning av grafen är inom medicinområdet (vävnadsteknik, bioimaging, läkemedelsleverans, testning, toxicitet), i elektronik (produktion av transistorer, transparenta ledande elektroder, optoelektronik, etc.) i ljusbehandling (optiska modulatorer, UV-objektiv) , etc.

Vad är Carbon Fiber?

Kolfiber är en form av fiber som för det mesta har kolatomer anordnad i ett sexkantigt mönster. Dessa fibrer har omkring 5-10 mikrometer i diameter. Framför allt är detta ämne tillgängligt i form av en kontinuerlig släp sår på en rulle. Och denna släp innehåller ett bunt av tusentals individuella kolfilament på ett kontinuerligt sätt. Dessutom är denna bunt skyddad med en organisk beläggning. Därför kan vi dra åt släden för den avsedda applikationen.

Atomstrukturen hos detta material liknar den för grafen; sexkantigt mönster. Dessutom finns det två former av kolfiber enligt föregångaren som vi använder för att göra detta material; turbostratisk eller grafitisk. Ibland är det en hybrid av båda strukturerna.

Figur 02: Tyg tillverkad av vävda kolfilament

De viktigaste egenskaperna hos detta material är hög styvhet, hög draghållfasthet, låg vikt, hög kemisk resistans, hög temperatur tolerans och låg termisk expansion. På grund av dessa egenskaper är kolfiber populär inom flygindustrin, militär, etc.

Vad är skillnaden mellan grafen och kolfiber?

Grafen är en allotrop av kol som har ett enda lager kolatomer arrangerade i ett vanligt sexkantigt mönster medan kolfiber är en form av fiber som för det mesta har kolatomer anordnad i ett sexkantigt mönster. Dessa är material som huvudsakligen består av kolatomer. De skiljer emellertid från varandra beroende på tjockleken. Följaktligen är huvudskillnaden mellan grafen och kolfiber att grafen har en tjocklek av enstaka kolatomskikt medan kolfiber har en tjocklek av mikrometerskala. En annan viktig skillnad mellan grafen och kolfiber är att grafenarken packas tätt medan kolfiber inte har tätt packade ark.

Nedan infographic om skillnad mellan grafen och kolfiber visar fler skillnader mellan båda.

Sammanfattning - Graphene vs Carbon Fiber

Grafen och kolfiber är viktiga kolhaltiga material. Nyckelförskjutningen mellan grafen och kolfiber är att grafen har en tjocklek av enstaka kolatomskikt medan kolfiber har en tjocklek på mikrometerskala.

Referens:

1. "Potentiella tillämpningar av Graphene". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 okt 2018. Tillgänglig här  
2. "Carbon Fiber." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29 oktober 2018. Tillgänglig här 

Image Courtesy:

1. "Graphene-3D-bollar" Av Jynto (talk) - Egent arbete (CC0) via Commons Wikimedia  
2. "Kohlenstofffasermatte" av Hadhuey på tyska Wikipedia - eget arbete, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia