Het belangrijkste verschil tussen grafeen en koolstofvezel is dat grafeen een dikte van een enkele koolstofatoomlaag heeft, terwijl koolstofvezel een micrometerschaaldikte heeft.
Zowel grafeen als koolstofvezel zijn koolstofbevattende stoffen. Grafeen bevat alleen koolstofatomen, terwijl koolstofvezel meestal koolstof bevat, samen met enkele andere elementen zoals zuurstof en stikstof. Een ander belangrijk verschil tussen grafeen en koolstofvezel is de manier waarop de koolstofplaten in deze stoffen in elkaar grijpen. Beide typen bevatten echter koolstof in hetzelfde regelmatige zeshoekige patroon.
Wat is grafeen?
Grafeen is een allotroop van koolstof met een enkele laag koolstofatomen die in een regelmatig hexagonaal patroon zijn gerangschikt. Bijgevolg is het een halfmetaal dat een kleine overlap heeft tussen valentie- en geleidingsbanden. De structuur van grafeen is de basisstructuur van veel koolstofhoudende stoffen zoals grafiet, diamant, houtskool, koolstofnanobuisjes, enz.
Bovendien zijn er veel belangrijke en ongebruikelijke eigenschappen in grafeen. Het is bijvoorbeeld het sterkste materiaal dat we ooit hebben getest. Bovendien kan het warmte en elektriciteit met een hoog rendement geleiden. De substantie is bijna transparant. Afgezien daarvan vertoont het diamagnetisme en heeft het ook tweedimensionale eigenschappen.
Figuur 01: Grafeenplaat
Elk koolstofatoom in de grafeenplaat heeft vier bindingen eromheen, zoals drie sigma-bindingen met drie andere koolstofatomen in hetzelfde vlak en een pi-binding loodrecht op het vlak. De afstand tussen de twee koolstofatomen in deze structuur is ongeveer 1,42. Als gevolg hiervan geven de dicht opeengepakte koolstofatomen en de sp2-hybridisatie van elk koolstofatoom grafeen zijn hoge stabiliteit. Dus als we deze platen blootstellen aan andere koolstofhoudende stoffen zoals koolwaterstoffen, kunnen ze de schade in de platen zelf herstellen.
Toepassingen van grafeen zijn op het gebied van geneeskunde (weefseltechnologie, bio-imaging, medicijnafgifte, testen, toxiciteit), in elektronica (productie van transistors, transparante geleidende elektroden, opto-elektronica, enz.), In lichtverwerking (optisch modulatoren, UV-lens), enz.
Wat is koolstofvezel?
Koolstofvezel is een vorm van vezels met voornamelijk koolstofatomen die in een zeshoekig patroon zijn gerangschikt. Deze vezels hebben een diameter van ongeveer 5-10 micrometer. Bovenal is deze stof beschikbaar in de vorm van een doorlopende kabel die op een haspel is gewikkeld. En deze kabel bevat een bundel van duizenden individuele koolstoffilamenten op een continue manier. Bovendien is deze bundel beschermd met een organische coating. Daarom kunnen we de kabel afrollen voor de beoogde toepassing.
De atomaire structuur van dit materiaal is vergelijkbaar met die van grafeen; zeshoekig patroon. Bovendien zijn er twee vormen van koolstofvezel volgens de voorloper die we gebruiken om dit materiaal te maken; turbostratisch of grafisch. Soms is het een hybride van beide structuren.
Figuur 02: Stof gemaakt van geweven koolstoffilamenten
De belangrijkste eigenschappen van dit materiaal zijn onder meer hoge stijfheid, hoge treksterkte, laag gewicht, hoge chemische weerstand, hoge temperatuurtolerantie en lage thermische uitzetting. Vanwege deze eigenschappen is koolstofvezel populair in ruimtevaarttoepassingen, militaire toepassingen, enz.
Wat is het verschil tussen grafeen en koolstofvezel?
Grafeen is een allotroop van koolstof met een enkele laag koolstofatomen die in een regelmatig zeshoekig patroon zijn gerangschikt, terwijl koolstofvezel een vorm van vezels is met voornamelijk koolstofatomen die in een zeshoekig patroon zijn gerangschikt. Dit zijn materialen die voornamelijk uit koolstofatomen bestaan. Ze verschillen echter van elkaar door de dikte. Daarom is het belangrijkste verschil tussen grafeen en koolstofvezel dat grafeen een dikte heeft van een enkele koolstofatoomlaag, terwijl koolstofvezel een micrometerschaaldikte heeft. Een ander belangrijk verschil tussen grafeen en koolstofvezel is dat grafeenplaten strak verpakt zijn, terwijl koolstofvezel geen dicht opeengepakte platen heeft.
De onderstaande infographic over het verschil tussen grafeen en koolstofvezel toont meer verschillen tussen beide.
Samenvatting – Grafeen versus koolstofvezel
Grafeen en koolstofvezel zijn belangrijke koolstofhoudende materialen. Het belangrijkste verschil tussen grafeen en koolstofvezel is dat grafeen een dikte van een enkele koolstofatoomlaag heeft, terwijl koolstofvezel een micrometerschaaldikte heeft.
