Ключовата разлика между графен и въглеродни влакна е, че графенът има дебелина от слой с единичен въглероден атом, докато въглеродните влакна имат дебелина от микрометри.
Както графенът, така и въглеродните влакна са вещества, съдържащи въглерод. Графенът съдържа само въглеродни атоми, докато въглеродните влакна съдържат предимно въглерод заедно с някои други елементи като кислород и азот. Друга важна разлика между графен и въглеродни влакна е в начина, по който въглеродните листове се блокират в тези вещества. И двата вида обаче съдържат въглерод, подреден в една и съща правилна шестоъгълна схема.
Какво е графен?
Графенът е алотроп на въглерод, който има един слой въглеродни атоми, подредени в правилен шестоъгълен модел. Следователно, това е полуметал, който има малко припокриване между валентните и проводимите ленти. Структурата на графена е основната структура на много вещества, съдържащи въглерод, като графит, диамант, въглен, въглеродни нанотръби и др.
Освен това има много важни и необичайни свойства на графена. Например, това е най-здравият материал, който някога сме тествали. Освен това, той може да провежда топлина и електричество с висока ефективност. Субстанцията е почти прозрачна. Освен това той показва диамагнетизъм и също така има двуизмерни свойства.
Фигура 01: Графенов лист
Всеки въглероден атом в графеновия лист има четири връзки около себе си, като например три сигма връзки с три други въглеродни атома в същата равнина и пи връзка, перпендикулярна на равнината. Разстоянието между двата въглеродни атома в тази структура е около 1,42 Å. В резултат на това плътно опакованите въглеродни атоми и sp2 хибридизацията на всеки въглероден атом придават на графена неговата висока стабилност. По този начин, ако изложим тези листове на други въглерод-съдържащи вещества като въглеводород, те могат да поправят щетите в самите листове.
Приложенията на графена са в областта на медицината (тъканно инженерство, биоизобразяване, доставяне на лекарства, тестване, токсичност), в електрониката (производство на транзистори, прозрачни проводящи електроди, оптоелектроника и др.), в обработката на светлина (оптична модулатори, UV лещи) и др.
Какво е въглеродни влакна?
Въглеродните влакна са форма на влакна, която има предимно въглеродни атоми, подредени в шестоъгълен модел. Тези влакна имат около 5-10 микрометра в диаметър. Преди всичко, тази субстанция се предлага под формата на непрекъснато кълчище, навито на макара. И този теглич съдържа пакет от хиляди отделни въглеродни нишки по непрекъснат начин. Освен това този пакет е защитен с органично покритие. Следователно можем да развием теглича за предвиденото приложение.
Атомната структура на този материал е подобна на тази на графена; шестоъгълен модел. Освен това има две форми на въглеродни влакна според предшественика, който използваме, за да направим този материал; турбостратичен или графитен. Понякога това е хибрид на двете структури.
Фигура 02: Плат, изработен от тъкани въглеродни нишки
Най-важните свойства на този материал включват висока твърдост, висока якост на опън, ниско тегло, висока химическа устойчивост, толерантност към висока температура и ниско термично разширение. Благодарение на тези свойства въглеродните влакна са популярни в аерокосмически приложения, военни и др.
Каква е разликата между графен и въглеродни влакна?
Графенът е алотроп на въглерода, който има един слой въглеродни атоми, подредени в правилен шестоъгълен модел, докато въглеродните влакна са форма на влакна, която има предимно въглеродни атоми, подредени в шестоъгълен модел. Това са материали, съставени главно от въглеродни атоми. Те обаче се различават един от друг според дебелината. Следователно, ключовата разлика между графен и въглеродни влакна е, че графенът има дебелина от слой с единичен въглероден атом, докато въглеродните влакна имат микрометрова дебелина. Друга важна разлика между графен и въглеродни влакна е, че графеновите листове са плътно опаковани, докато въглеродните влакна нямат плътно опаковани листове.
Инфографиката по-долу за разликата между графен и въглеродни влакна показва повече разлики между двете.
Обобщение – Графен срещу въглеродни влакна
Графенът и въглеродните влакна са важни материали, съдържащи въглерод. Ключовата разлика между графен и въглеродни влакна е, че графенът има дебелина от слой с един въглероден атом, докато въглеродните влакна имат микрометрова дебелина.
