Ключевое различие между фуллереном и углеродными нанотрубками заключается в том, что фуллерен представляет собой аллотроп углерода, который может существовать в различных формах и размерах, тогда как углеродные нанотрубки представляют собой тип фуллерена цилиндрической формы.
Существуют различные типы аллотропов углерода, такие как алмаз, графит и фуллерен. Все эти типы представляют собой химические структуры, состоящие только из атомов углерода.
Что такое фуллерен?
Фуллерен представляет собой тип аллотропа углерода, в котором молекулы атомов углерода связаны друг с другом посредством одинарных и двойных связей, образуя замкнутую или частично замкнутую сетку, имеющую сплавленные кольца из 5 или 7 атомов. Эта молекула может иметь форму полых сфер, эллипсоидов, трубок или других форм и размеров.
Если фуллерен представляет собой топологию с замкнутой сеткой, он неофициально обозначается эмпирической формулой Cn, где n - число атомов углерода. Иногда некоторые значения n представляют более одного изомера. Самым известным числом этой группы является бакминстерфуллерен. Он был назван в честь Бакминстера Фуллера. Поэтому закрытые фуллерены также известны как бакиболы, которые напоминают стандартные футбольные мячи.
Рисунок 01: Фуллерен
При рассмотрении свойств фуллерена каждый атом углерода связан только с тремя соседними атомами, и эти связи представляют собой смесь одинарных и двойных ковалентных связей. Гибридизация этих атомов углерода может быть представлена как sp2. Согласно некоторым исследованиям, реакционную способность фуллерена можно повысить, присоединив к поверхности активные группы.
Что такое углеродные нанотрубки?
Углеродные нанотрубки, или просто нанотрубки, представляют собой тип трубки, состоящей из атомов углерода, и эти трубки имеют диаметр, обычно измеряемый в нанометрах. Существует два типа нанотрубок: одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ) и многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ).
ОУНТ можно описать как аллотропы углерода, которые являются промежуточными звеньями между фуллереном и плоским графеном. Мы можем идеализировать эти нанотрубки как вырезки из двумерной гексагональной решетки атомов углерода, которые сворачиваются вдоль одного из векторов решетки Браве гексагональной решетки, образуя полый цилиндр..
Рисунок 02: Одностенные углеродные нанотрубки
С другой стороны, МУНТ состоят из вложенных однослойных углеродных нанотрубок, которые слабо связаны друг с другом за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий в древовидной кольцевой структуре. Иногда мы называем их углеродными нанотрубками с двойными и тройными стенками.
Углеродные нанотрубки демонстрируют замечательную электропроводность. Они также обладают отличной прочностью на растяжение и теплопроводностью. Это связано с наноструктурой и прочностью связей между атомами углерода. Кроме того, мы можем химически модифицировать нанотрубки.
В чем разница между фуллереном и углеродными нанотрубками?
Фуллерен – это аллотроп углерода. Он может иметь различные формы и размеры, например, цилиндрическую, сферическую, эллипсоидную и т. д. Основное различие между фуллереном и углеродными нанотрубками заключается в том, что фуллерен представляет собой аллотроп углерода, который может существовать в различных формах и размерах, тогда как углеродные нанотрубки представляет собой тип фуллерена, который имеет цилиндрическую форму. Наиболее распространенной структурой фуллерена является сферическая бакиболообразная структура, которая имеет замкнутую или частично замкнутую сетку с сплавленными кольцами из 5 или 7 атомов, в то время как углеродные нанотрубки имеют трубчатую структуру, в которой каждый атом углерода имеет три ковалентные связи с соседними атомами.
Резюме – Фуллерен против углеродных нанотрубок
Углерод – широко распространенный химический элемент на Земле. Он может существовать в различных формах, известных как аллотропы углерода. Фуллерен также является разновидностью аллотропа углерода. Ключевое различие между фуллереном и углеродными нанотрубками заключается в том, что фуллерен представляет собой аллотроп углерода, который может существовать в различных формах и размерах, тогда как углеродные нанотрубки представляют собой разновидность фуллерена цилиндрической формы.
