Nøgleforskellen mellem grafen og kulfiber er, at grafen har en tykkelse af et enkelt kulstofatomlag, mens kulfiber har en mikrometerskalatykkelse.
Både grafen og kulfiber er kulstofholdige stoffer. Grafen indeholder kun kulstofatomer, mens kulfiber for det meste indeholder kul sammen med nogle andre elementer såsom oxygen og nitrogen. En anden vigtig forskel mellem grafen og kulfiber er den måde, kulstofpladerne griber ind i disse stoffer. Begge typer indeholder dog kulstof arrangeret i det samme regulære sekskantede mønster.
Hvad er grafen?
Graphene er en allotrop af kulstof, der har et enkelt lag af kulstofatomer arrangeret i et regulært sekskantet mønster. Følgelig er det et halvmetal, der har lille overlap mellem valens- og ledningsbånd. Strukturen af grafen er den grundlæggende struktur af mange kulstofholdige stoffer såsom grafit, diamant, trækul, kulstof nanorør osv.
Desuden er der mange vigtige og ualmindelige egenskaber i grafen. For eksempel er det det stærkeste materiale, vi nogensinde har testet. Desuden kan den lede varme og elektricitet med høj effektivitet. Stoffet er næsten gennemsigtigt. Bortset fra det viser den diamagnetisme, og den har også todimensionelle egenskaber.
Figur 01: Grafenark
Hvert carbonatom i grafenarket har fire bindinger omkring sig, såsom tre sigma-bindinger med tre andre carbonatomer i samme plan og en pi-binding vinkelret på planet. Afstanden mellem de to carbonatomer i denne struktur er omkring 1,42 Å. Som et resultat giver de tætpakkede carbonatomer og sp2-hybridiseringen af hvert carbonatom grafen dens høje stabilitet. Hvis vi således udsætter disse plader for andre kulstofholdige stoffer såsom kulbrinte, kan de reparere skaderne i selve pladerne.
Anvendelser af grafen er inden for medicin (vævsteknologi, bioimaging, lægemiddellevering, testning, toksicitet), i elektronik (produktion af transistorer, transparente ledende elektroder, optoelektronik osv.), i lysbehandling (optisk) modulatorer, UV-objektiv) osv.
Hvad er kulfiber?
Carbonfiber er en form for fiber, der for det meste har kulstofatomer arrangeret i et sekskantet mønster. Disse fibre har omkring 5-10 mikrometer i diameter. Frem for alt er dette stof tilgængeligt i form af et kontinuerligt slæb viklet på en rulle. Og dette blår indeholder et bundt af tusindvis af individuelle kulfilamenter på en kontinuerlig måde. Desuden er dette bundt beskyttet med en organisk belægning. Derfor kan vi afvikle slæbet til den påtænkte anvendelse.
Den atomare struktur af dette materiale svarer til grafenens; sekskantet mønster. Desuden er der to former for kulfiber ifølge forløberen, som vi bruger til at fremstille dette materiale; turbostratisk eller grafitisk. Nogle gange er det en hybrid af begge strukturer.
Figur 02: Stof lavet af vævede carbonfilamenter
De vigtigste egenskaber ved dette materiale omfatter høj stivhed, høj trækstyrke, lav vægt, høj kemisk resistens, høj temperaturtolerance og lav termisk ekspansion. På grund af disse egenskaber er kulfiber populært i rumfartsapplikationer, militær osv.
Hvad er forskellen mellem grafen og kulfiber?
Graphene er en allotrop af kulstof, der har et enkelt lag af kulstofatomer arrangeret i et regulært sekskantet mønster, mens kulfiber er en form for fiber, der for det meste har kulstofatomer arrangeret i et sekskantet mønster. Disse er materialer, der hovedsageligt består af kulstofatomer. De adskiller sig dog fra hinanden efter tykkelsen. Derfor er den vigtigste forskel mellem grafen og kulfiber, at grafen har en tykkelse på et enkelt kulstofatomlag, mens kulfiber har en mikrometerskalatykkelse. En anden vigtig forskel mellem grafen og kulfiber er, at grafenplader pakkes tæt, mens kulfiber ikke har tætpakkede plader.
Nedenstående infografik om forskellen mellem grafen og kulfiber viser flere forskelle mellem begge.
Oversigt – grafen vs kulfiber
Graphene og kulfiber er vigtige kulstofholdige materialer. Den vigtigste forskel mellem grafen og kulfiber er, at grafen har en tykkelse på et enkelt kulstofatomlag, mens kulfiber har en mikrometerskalatykkelse.
