Unterschied zwischen Graphen und Kohlefaser

Das Hauptunterschied zwischen Graphen und Kohlefaser ist das Graphen hat eine Dicke einer einzelnen Kohlenstoffatomschicht, wohingegen Kohlefaser eine Mikrometer-Skalendicke aufweist.

Sowohl Graphen als auch Kohlefasern sind kohlenstoffhaltige Substanzen. Graphen enthält nur Kohlenstoffatome, während Kohlenstofffasern neben anderen Elementen wie Sauerstoff und Stickstoff meist Kohlenstoff enthalten. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Graphen und Kohlenstofffasern besteht darin, dass die Kohlenstofffolien in diesen Substanzen ineinander greifen. Beide Typen enthalten jedoch Kohlenstoff, der in demselben regelmäßigen hexagonalen Muster angeordnet ist.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Graphen?
3. Was ist Kohlefaser?
4. Side-by-Side-Vergleich - Graphen gegen Kohlefaser in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist Graphen??

Graphen ist ein Allotrop aus Kohlenstoff, das eine einzige Schicht aus Kohlenstoffatomen aufweist, die in einem regelmäßigen hexagonalen Muster angeordnet sind. Folglich ist es ein Halbmetall, das kleine Überlappungen zwischen Valenz- und Leitungsband aufweist. Die Struktur von Graphen ist die Grundstruktur vieler kohlenstoffhaltiger Substanzen wie Graphit, Diamant, Kohle, Kohlenstoffnanoröhren usw.

Darüber hinaus gibt es viele wichtige und ungewöhnliche Eigenschaften von Graphen. Zum Beispiel ist es das stärkste Material, das wir je getestet haben. Außerdem kann es Wärme und Strom mit hoher Effizienz leiten. Die Substanz ist nahezu transparent. Abgesehen davon zeigt es Diamagnetismus und hat auch zweidimensionale Eigenschaften.

Abbildung 01: Graphenblatt

Jedes Kohlenstoffatom im Graphenblatt hat vier Bindungen um sich herum, z. B. drei Sigma-Bindungen mit drei anderen Kohlenstoffatomen in derselben Ebene und eine Pi-Bindung senkrecht zur Ebene. Der Abstand zwischen den zwei Kohlenstoffatomen in dieser Struktur beträgt etwa 1,42 Å. Infolgedessen verleihen die dicht gepackten Kohlenstoffatome und die sp2-Hybridisierung jedes Kohlenstoffatoms Graphen seine hohe Stabilität. Wenn wir diese Platten anderen kohlenstoffhaltigen Substanzen wie Kohlenwasserstoffen aussetzen, können sie die Schäden an den Platten selbst reparieren.

Anwendungen von Graphen finden sich auf dem Gebiet der Medizin (Tissue Engineering, Bioimaging, Wirkstoffabgabe, Testung, Toxizität), in der Elektronik (Herstellung von Transistoren, transparenten leitenden Elektroden, Optoelektronik usw.), in der Lichtverarbeitung (optische Modulatoren, UV-Linsen). , usw.

Was ist Kohlefaser??

Kohlenstofffaser ist eine Form von Fasern, bei denen die meisten Kohlenstoffatome in einem hexagonalen Muster angeordnet sind. Diese Fasern haben einen Durchmesser von ungefähr 5-10 Mikrometer. Diese Substanz ist vor allem in Form eines auf einer Rolle aufgewickelten Endloskabels erhältlich. Dieses Kabel enthält kontinuierlich ein Bündel von Tausenden einzelner Kohlenstofffilamente. Darüber hinaus ist dieses Bündel mit einer organischen Beschichtung geschützt. Daher können wir das Kabel für die beabsichtigte Anwendung abwickeln.

Die Atomstruktur dieses Materials ist der von Graphen ähnlich; Sechseckmuster. Darüber hinaus gibt es zwei Formen von Kohlenstofffasern gemäß dem Vorläufer, den wir zur Herstellung dieses Materials verwenden. turbostratisch oder graphitisch. Manchmal ist es eine Mischung aus beiden Strukturen.

Abbildung 02: Gewebe aus gewebten Carbonfilamenten

Die wichtigsten Eigenschaften dieses Materials sind hohe Steifigkeit, hohe Zugfestigkeit, geringes Gewicht, hohe chemische Beständigkeit, Hochtemperaturtoleranz und geringe Wärmeausdehnung. Aufgrund dieser Eigenschaften ist Kohlefaser in Luftfahrtanwendungen, im Militärbereich usw. Beliebt.

Was ist der Unterschied zwischen Graphen und Kohlefasern??

Graphen ist ein Allotrop aus Kohlenstoff, das eine einzige Schicht aus Kohlenstoffatomen aufweist, die in einem regelmäßigen hexagonalen Muster angeordnet sind, während Kohlefaser eine Form von Fasern ist, die hauptsächlich Kohlenstoffatome in einem hexagonalen Muster angeordnet haben. Dies sind Materialien, die hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen bestehen. Sie unterscheiden sich jedoch je nach Dicke. Daher besteht der entscheidende Unterschied zwischen Graphen und Kohlefaser darin, dass Graphen eine Dicke einer einzelnen Kohlenstoffatomschicht aufweist, während Kohlefaser eine Mikrometer-Skalenstärke aufweist. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Graphen und Kohlefasern besteht darin, dass Graphenlagen dicht gepackt sind, während Kohlefasern keine dicht gepackten Schichten aufweisen.

Die folgende Infografik zum Unterschied zwischen Graphen und Kohlefaser zeigt mehr Unterschiede zwischen beiden.

Zusammenfassung - Graphen vs Carbon Fiber

Graphen und Kohlefasern sind wichtige kohlenstoffhaltige Materialien. Der Hauptunterschied zwischen Graphen und Kohlefaser besteht darin, dass Graphen eine Dicke einer einzelnen Kohlenstoffatomschicht aufweist, während Kohlefaser eine Mikrometer-Skalenstärke aufweist.

Referenz:

1. "Mögliche Anwendungen von Graphen." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24. Oktober 2018. Hier verfügbar  
2. „Kohlenstofffasern“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29. Oktober 2018. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1. "Graphen-3D-Kugeln" Von Jynto (Diskussion) - Eigene Arbeit (CC0) via Commons Wikimedia  
2. "Kohlenstofffasermatte" Von Hadhuey in der Wikipedia auf Deutsch - Eigene Arbeit, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia