Основное различие между углеродными нанотрубками и графеном заключается в том, что углеродные нанотрубки обладают металлическими или полупроводниковыми свойствами, тогда как графен демонстрирует полуметаллическую природу.
Углеродные нанотрубки представляют собой тип трубок, состоящих из атомов углерода, и диаметр этих трубок обычно измеряется в нанометровом масштабе. Графен - это аллотроп углерода, который встречается в виде двумерных листов.
Что такое углеродные нанотрубки?
Углеродные нанотрубки представляют собой тип трубок, состоящих из атомов углерода, и диаметр этих трубок обычно измеряется в нанометровом масштабе. Углеродные нанотрубки часто относятся к одностенным углеродным нанотрубкам, которые представляют собой тип аллотропа углерода, обладающего свойствами, промежуточными с фуллереном и плоским графеном.
Свойства и применение углеродных нанотрубок
Существуют различные уникальные свойства углеродных нанотрубок, в том числе ширина запрещенной зоны в диапазоне от нуля до 2 эВ, металлическое поведение электропроводности, высокая прочность на растяжение, металлическая или полупроводниковая природа вдоль оси трубки, полезное поглощение, фотолюминесценция и Рамановские спектроскопические свойства, очень хорошая теплопроводность, наличие кристаллографических дефектов и т.д.
При рассмотрении применения этого материала следует отметить, что он полезен в объемной форме в качестве композитных волокон в полимерах для улучшения механических, термических и электрических свойств, производства «лент Gecko», наконечников для зондов атомно-силового микроскопа, действует как каркасы для роста связей при тканевой инженерии и т. д.
Что такое графен?
Графен - это аллотроп углерода, который встречается в виде двумерных листов, которые можно назвать «двумерной гексагональной решеткой». Более того, это бесконечно большая ароматическая молекула. Существуют различные способы производства графена, в том числе механические методы, расщепление монослоя углерода, химические методы, химическое осаждение из паровой фазы, восстановление диоксида углерода, метод сверхзвукового распыления, лазерный метод, ионная имплантация и производство графена, совместимого с КМОП..
Свойства и применение графена
Этот материал обладает уникальным набором свойств, которые включают в себя прочную структуру графена по сравнению с его толщиной, которая прочнее даже стали, способность эффективно проводить тепло и электричество, способность гореть при очень низких температурах, почти прозрачность, сложная структура структуры графена и нелинейный диамагнетизм. Более того, графен имеет большие квантовые осцилляции. Атомы углерода на краях листа графена обладают определенной химической активностью, а дефекты, возникающие в структуре его листа, могут повышать химическую активность. Кроме того, эти графеновые листы имеют тенденцию складываться, образуя графитовую структуру.
Каждый атом в графеновом листе соединяется со своими тремя ближайшими соседями с помощью сигма-химических связей, а также вносит вклад одним из своих электронов в зону проводимости, которая существует между всей структурой листа. Этот тип зон проводимости делает структуру графена полуметаллом с необычными электронными свойствами, которые можно описать с помощью теорий безмассовых релятивистских частиц.
Рисунок 01: Однослойный оксид графена, подвергающийся высокотемпературной химической обработке
Существуют различные применения графена, в том числе его использование в качестве прозрачного и гибкого проводника, который может играть важную роль в материалах/устройствах (например, солнечные элементы, светодиоды, сенсорные панели и интеллектуальные окна). или телефоны.
В чем разница между углеродными нанотрубками и графеном?
Углеродные нанотрубки представляют собой тип трубок, состоящих из атомов углерода, и диаметр этих трубок обычно измеряется в нанометровом масштабе. Графен - это аллотроп углерода, который встречается в виде двумерных листов. Ключевое различие между углеродными нанотрубками и графеном заключается в том, что углеродные нанотрубки обладают металлическими или полупроводниковыми свойствами, тогда как графен демонстрирует полуметаллическую природу.
Следующая инфографика суммирует различия между углеродными нанотрубками и графеном в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Углеродные нанотрубки против графена
Углеродные нанотрубки представляют собой тип трубок, состоящих из атомов углерода, и диаметр этих трубок обычно измеряется в нанометровом масштабе. Графен - это аллотроп углерода, который встречается в виде двумерных листов. Ключевое различие между углеродными нанотрубками и графеном заключается в том, что углеродные нанотрубки проявляют металлические или полупроводниковые свойства, тогда как графен демонстрирует полуметаллическую природу.
