Het belangrijkste verschil tussen grafeen en grafeenoxide is dat grafeen een stof is die is gemaakt van koolstofatomen die aan elkaar zijn gebonden in een herhalend patroon van zeshoeken, terwijl grafeenoxide een geoxideerde vorm van grafeen is die is doorspekt met groepen met zuurstof atomen.
Grafeen kan worden omschreven als een allotroop van koolstof die bestaat in de vorm van tweedimensionale platen. Grafeenoxide is een monomoleculaire plaat van grafietoxide. In dit artikel vergelijken we grafeen met grafeenoxide.
Wat is grafeen?
Grafeen is een allotroop van koolstof die bestaat in de vorm van tweedimensionale platen, die wordt genoemd als 'tweedimensionaal hexagonaal rooster. Grafeen is meestal een oneindig groot aromatisch molecuul. We kunnen verschillende routes gebruiken om grafeen te produceren. Sommige hiervan omvatten mechanische methoden, het splitsen van monolaag koolstof, chemische methoden, chemische dampafzetting, kooldioxidereductie, een supersonische spraymethode, lasermethode, ionenimplantatie en CMOS-compatibele grafeenproductie.
Grafeen heeft een unieke reeks eigenschappen. Het heeft een sterke structuur in vergelijking met zijn dikte en zijn sterkte is zelfs sterker dan staal. Andere eigenschappen zijn onder meer het vermogen om warmte en elektriciteit efficiënt te geleiden, het vermogen om bij zeer lage temperaturen te branden, bijna transparant, de gecompliceerde structuur van de grafeenstructuur en niet-lineair diamagnetisme. Verder heeft deze stof grote kwantumoscillaties. De koolstofatomen aan de randen van de grafeenplaat hebben een specifieke chemische reactiviteit en de defecten die optreden in de plaatstructuur kunnen de chemische reactiviteit verbeteren. Bovendien hebben deze grafeenvellen de neiging om te stapelen en een grafietstructuur te vormen.
Figuur 01: Bladachtige structuur van grafeen
Elk atoom in de grafeenplaat verbindt zich met zijn drie naaste buren via sigma-chemische bindingen en draagt ook een van zijn elektronen bij aan de geleidingsband die bestaat tussen de hele plaatstructuur. Dit type geleidingsband maakt van de grafeenstructuur een halfmetaal met ongebruikelijke elektronische eigenschappen, die kan worden beschreven met behulp van theorieën voor massaloze relativistische deeltjes.
Er zijn verschillende toepassingen van grafeen, waaronder het gebruik ervan als een transparante en flexibele geleider die een belangrijke rol kan spelen in materiaal-/apparaattoepassingen (bijv. zonnecellen, lichtgevende dioden, aanraakpanelen en slimme vensters of telefoons).
Wat is grafeenoxide?
Grafeenoxide is een monomoleculaire plaat van grafietoxide. Dit materiaal is erg belangrijk omdat we er op een effectieve maar goedkope manier grafeenplaten mee kunnen maken. In dit geval is grafeenoxide een geoxideerde vorm van grafeen. Het heeft een enkele atoomlaag, doorspekt met zuurstofbevattende functionele groepen.
Figuur 02: Een waterige oplossing van grafeenoxide
Dit materiaal is dispergeerbaar in water en andere oplosmiddelen door de aanwezigheid van zuurstof-functionaliteiten. Daarom is het gemakkelijk om dit materiaal te verwerken. Bovendien stelt deze eigenschap het in staat om de elektrische en mechanische eigenschappen van keramiek te verbeteren wanneer we het keramische materiaal mengen met grafeenoxide. Het is echter niet goed voor de elektrische geleidbaarheid. Daarom categoriseren we het als een elektrische isolator. Dit is voornamelijk te wijten aan de verstoring van sp2-bindingsnetwerken die aanwezig zijn in grafiet. Maar er zijn enkele processen die we kunnen gebruiken om de eigenschappen te vergroten.
Bovendien zijn er vier belangrijke methoden die fabrikanten gebruiken om deze verbinding te maken. Ze zijn Staudenmaier, Hofmann, Brodie en Hummers methode. Deze technieken hebben verschillende verschillen.
Wat is het verschil tussen grafeen en grafeenoxide?
Grafeen kan worden omschreven als een allotroop van koolstof die bestaat in de vorm van tweedimensionale platen. Grafeenoxide is een monomoleculaire plaat van grafietoxide. Het belangrijkste verschil tussen grafeen en grafeenoxide is dat grafeen een stof is die is gemaakt van koolstofatomen die aan elkaar zijn gebonden in een herhalend patroon van zeshoeken, terwijl grafeenoxide een geoxideerde vorm van grafeen is die is doorspekt met groepen met zuurstofatomen.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen grafeen en grafeenoxide in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Grafeen versus grafeenoxide
Het belangrijkste verschil tussen grafeen en grafeenoxide is dat grafeen een stof is die is gemaakt van koolstofatomen die aan elkaar zijn gebonden in een herhalend patroon van zeshoeken, terwijl grafeenoxide een geoxideerde vorm van grafeen is die is doorspekt met groepen met zuurstof atomen.
