الفرق الرئيسي بين الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين هو أن الأنابيب النانوية الكربونية تظهر خصائص معدنية أو شبه موصلة ، بينما يُظهر الجرافين طبيعة شبه معدنية.
الأنابيب النانوية الكربونية هي نوع من الأنابيب التي تتكون من ذرات الكربون ، وعادة ما يتم قياس قطر هذه الأنابيب بمقياس نانومتر. الجرافين هو تآصل من الكربون يحدث على شكل صفائح ثنائية الأبعاد.
ما هي الأنابيب النانوية الكربونية؟
الأنابيب النانوية الكربونية هي نوع من الأنابيب التي تتكون من ذرات الكربون ، وعادة ما يتم قياس قطر هذه الأنابيب بمقياس نانومتر.غالبًا ما يشير الأنبوب النانوي الكربوني إلى الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ، وهي نوع من تآصل الكربون الذي له خصائص وسيطة إلى الفوليرين والجرافين المسطح.
خصائص واستخدامات الأنابيب النانوية الكربونية
هناك خصائص فريدة مختلفة للأنابيب النانوية الكربونية ، بما في ذلك فجوة الحزمة التي تتراوح من صفر إلى 2 فولت ، والسلوك المعدني للتوصيل الكهربائي ، وقوة الشد العالية ، سواء كانت طبيعة معدنية أو شبه موصلة على طول المحور الأنبوبي ، والامتصاص المفيد ، والتلألؤ الضوئي ، و خصائص مطيافية رامان ، التوصيل الحراري الجيد جدًا ، حدوث عيوب بلورية ، إلخ.
عند النظر في تطبيقات هذه المادة ، فهي مفيدة بشكل كبير كألياف مركبة في البوليمرات لتعزيز الخواص الميكانيكية والحرارية والكهربائية ، وإنتاج "شريط Gecko" ، ونصائح لتحقيقات مجهر القوة الذرية ، سقالات لنمو السندات أثناء هندسة الأنسجة ، إلخ.
ما هو الجرافين؟
الجرافين هو تآصل للكربون يحدث على شكل صفائح ثنائية الأبعاد ، والتي يمكن تسميتها "شبكة سداسية ثنائية الأبعاد". علاوة على ذلك ، فهو جزيء عطري كبير بشكل لا نهائي. هناك مسارات مختلفة لإنتاج الجرافين ، والتي تشمل الطرق الميكانيكية ، وتقسيم الكربون أحادي الطبقة ، والطرق الكيميائية ، وترسيب البخار الكيميائي ، وتقليل ثاني أكسيد الكربون ، وطريقة الرش الأسرع من الصوت ، وطريقة الليزر ، وزرع الأيونات ، وإنتاج الجرافين المتوافق مع CMOS.
خصائص واستخدامات الجرافين
تحتوي هذه المادة على مجموعة فريدة من الخصائص التي تشمل البنية القوية للجرافين مقارنة بسمكها الأقوى حتى من الفولاذ ، والقدرة على توصيل الحرارة والكهرباء بكفاءة ، والقدرة على الاحتراق في درجات حرارة منخفضة للغاية ، بالقرب من الشفافية ، التركيب المعقد لهيكل الجرافين ، والمغناطيسية اللاخطية. علاوة على ذلك ، يحتوي الجرافين على تذبذبات كمية كبيرة. تحتوي ذرات الكربون الموجودة على حواف ورقة الجرافين على تفاعل كيميائي محدد ، ويمكن للعيوب التي تحدث داخل هيكل صفائحها أن تعزز التفاعل الكيميائي.بالإضافة إلى ذلك ، تميل أوراق الجرافين هذه إلى التكديس لتشكيل بنية الجرافيت.
تتصل كل ذرة في ورقة الجرافين بأقرب ثلاثة جيران لها من خلال روابط سيغما الكيميائية وتساهم أيضًا في أحد إلكتروناتها في نطاق التوصيل الموجود بين هيكل الصفيحة بالكامل. هذا النوع من نطاقات التوصيل يجعل بنية الجرافين شبه معدنية لها خصائص إلكترونية غير عادية يمكن وصفها باستخدام نظريات للجسيمات النسبية عديمة الكتلة.
الشكل 01: طبقة واحدة من أكسيد الجرافين تخضع لمعالجة كيميائية عالية الحرارة
هناك تطبيقات مختلفة من الجرافين ، والتي تشمل استخدامه كموصل شفاف ومرن يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في تطبيقات المواد / الأجهزة ، (مثل الخلايا الشمسية ، والصمامات الثنائية الباعثة للضوء ، ولوحات اللمس ، والنوافذ الذكية او الهواتف.
ما هو الفرق بين الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين؟
الأنابيب النانوية الكربونية هي نوع من الأنابيب التي تتكون من ذرات الكربون ، وعادة ما يتم قياس قطر هذه الأنابيب بمقياس نانومتر. الجرافين هو تآصل الكربون الذي يحدث في شكل صفائح ثنائية الأبعاد. الفرق الرئيسي بين الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين هو أن الأنابيب النانوية الكربونية تظهر خصائص معدنية أو شبه موصلة ، بينما يُظهر الجرافين طبيعة شبه معدنية.
يلخص الرسم البياني التالي الاختلافات بين الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - أنابيب الكربون النانوية مقابل الجرافين
الأنابيب النانوية الكربونية هي نوع من الأنابيب التي تتكون من ذرات الكربون ، وعادة ما يتم قياس قطر هذه الأنابيب بمقياس نانومتر. الجرافين هو تآصل الكربون الذي يحدث في شكل صفائح ثنائية الأبعاد. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الأنابيب النانوية الكربونية والجرافين في أن الأنابيب النانوية الكربونية تُظهر خصائص معدنية أو شبه موصلة بينما يُظهر الجرافين طبيعة شبه معدنية.
