Het belangrijkste verschil tussen koolstofnanobuizen en grafeen is dat koolstofnanobuizen metallische of halfgeleidende eigenschappen vertonen, terwijl grafeen een halfmetalen karakter vertoont.
Koolstofnanobuizen zijn een soort buizen die zijn opgebouwd uit koolstofatomen, en de diameter van deze buizen wordt meestal gemeten met een nanometerschaal. Grafeen is een allotroop van koolstof die voorkomt als tweedimensionale platen.
Wat zijn koolstofnanobuizen?
Koolstofnanobuizen zijn een soort buizen die zijn opgebouwd uit koolstofatomen, en de diameter van deze buizen wordt meestal gemeten met een nanometerschaal. Een koolstofnanobuis verwijst vaak naar enkelwandige koolstofnanobuizen, een soort allotroop van koolstof met eigenschappen tussen fullereen en plat grafeen.
Koolstof nanobuisjes eigenschappen en gebruik
Er zijn verschillende unieke eigenschappen van koolstofnanobuizen, waaronder de bandgap variërend van nul tot 2 eV, metallisch gedrag van elektrische geleidbaarheid, hoge treksterkte, hetzij metallisch of halfgeleidend langs de buisas, bruikbare absorptie, fotoluminescentie en Raman spectroscopische eigenschappen, zeer goede thermische geleidbaarheid, het optreden van kristallografische defecten, enz.
Bij het overwegen van de toepassingen van dit materiaal, is het nuttig in bulkvorm als composietvezels in polymeren om de mechanische, thermische en elektrische eigenschappen te verbeteren, de productie van "Gecko-tape", tips voor atomic force-microscoopsondes, fungeren als steigers voor de groei van bindingen tijdens tissue engineering, enz.
Wat is grafeen?
Grafeen is een allotroop van koolstof die voorkomt als tweedimensionale platen, die kunnen worden genoemd als "tweedimensionaal hexagonaal rooster". Bovendien is het een oneindig groot aromatisch molecuul. Er zijn verschillende manieren om grafeen te produceren, waaronder mechanische methoden, het splitsen van monolaagkoolstof, chemische methoden, chemische dampafzetting, kooldioxidereductie, supersonische spraymethode, lasermethode, ionenimplantatie en CMOS-compatibele grafeenproductie.
Grafeeneigenschappen en gebruik
Dit materiaal heeft een unieke reeks eigenschappen, waaronder de sterke structuur van grafeen in vergelijking met de dikte die zelfs sterker is dan staal, 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. Bovendien heeft grafeen 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.
Elk atoom in de grafeenplaat staat in verbinding met zijn drie naaste buren via sigma-chemische bindingen en draagt ook bij aan een van zijn elektronen aan de geleidingsband die tussen de hele plaatstructuur bestaat. Dit type geleidingsbanden maakt van de grafeenstructuur een halfmetaal met ongebruikelijke elektronische eigenschappen die kunnen worden beschreven met behulp van theorieën voor massaloze relativistische deeltjes.
Figuur 01: Een enkellaags grafeenoxide dat een chemische behandeling ondergaat bij hoge temperatuur
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 diodes, aanraakpanelen en slimme vensters of telefoons.
Wat is het verschil tussen koolstofnanobuisjes en grafeen?
Koolstofnanobuizen zijn een soort buizen die zijn opgebouwd uit koolstofatomen, en de diameter van deze buizen wordt meestal gemeten met een nanometerschaal. Grafeen is een allotroop van koolstof die voorkomt als tweedimensionale platen. Het belangrijkste verschil tussen koolstofnanobuizen en grafeen is dat koolstofnanobuizen metallische of halfgeleidende eigenschappen vertonen, terwijl grafeen een halfmetalen karakter vertoont.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen koolstofnanobuisjes en grafeen in tabelvorm voor zij aan zij vergelijking.
Samenvatting – Koolstof nanobuisjes vs grafeen
Koolstofnanobuizen zijn een soort buizen die zijn opgebouwd uit koolstofatomen, en de diameter van deze buizen wordt meestal gemeten met een nanometerschaal. Grafeen is een allotroop van koolstof die voorkomt als tweedimensionale platen. Het belangrijkste verschil tussen koolstofnanobuizen en grafeen is dat koolstofnanobuizen metaalachtige of halfgeleidende eigenschappen vertonen, terwijl grafeen een halfmetalen karakter vertoont.
