Avainero grafeenin ja grafeenioksidin välillä on se, että grafeeni on aine, joka koostuu hiiliatomeista, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa toistuvassa kuusikulmiomuodossa, kun taas grafeenioksidi on grafeenin hapettunut muoto, jossa on ryhmiä, joissa on happea. atomit.
Grafeenia voidaan kuvata hiilen allotroopiksi, joka esiintyy kaksiulotteisena levynä. Grafeenioksidi on yksimolekyylinen levy grafiittioksidista. Tässä artikkelissa vertaamme grafeenia grafeenioksidiin.
Mikä on grafeeni?
Grafeeni on hiilen allotrooppi, joka esiintyy kaksiulotteisena levynä, jota kutsutaan "kaksiulotteiseksi kuusikulmaiseksi hilaksi".”Grafeeni on yleensä äärettömän suuri aromaattinen molekyyli. Voimme käyttää erilaisia reittejä grafeenin tuottamiseen. Joitakin näistä ovat mekaaniset menetelmät, yksikerroksisen hiilen pilkkominen, kemialliset menetelmät, kemiallinen höyrypinnoitus, hiilidioksidin pelkistys, yliääniruiskutusmenetelmä, lasermenetelmä, ioni-istutus ja CMOS-yhteensopiva grafeenituotanto.
Grafeenilla on ainutlaatuinen joukko ominaisuuksia. Sen rakenne on paksuuteen verrattuna vahva ja lujuus on vahvempaa jopa terästä. Muita ominaisuuksia ovat kyky johtaa lämpöä ja sähköä tehokkaasti, kyky palaa erittäin alhaisissa lämpötiloissa, lähes läpinäkyvyys, grafeenirakenteen monimutkainen rakenne ja epälineaarinen diamagnetismi. Lisäksi tällä aineella on suuria kvanttivärähtelyjä. Grafeenilevyn reunojen hiiliatomeilla on erityinen kemiallinen reaktiivisuus, ja sen levyrakenteessa ilmenevät viat voivat lisätä kemiallista reaktiivisuutta. Lisäksi näillä grafeenilevyillä on taipumus pinota ja muodostaa grafiittirakenne.
Kuva 01: Grafeenin levymäinen rakenne
Jokainen grafeenilevyn atomi yhdistyy kolmeen lähimpään naapuriinsa sigma-kemiallisten sidosten kautta ja lisää myös yhden elektroninsa johtavuuskaistaan, joka on koko levyrakenteen välissä. Tämäntyyppinen johtavuusnauha tekee grafeenirakenteesta puolimetallin, jolla on epätavallisia elektronisia ominaisuuksia, joita voidaan kuvata massattomien relativististen hiukkasten teorioilla.
Grafeenilla on erilaisia sovelluksia, joihin kuuluu sen käyttö läpinäkyvänä ja joustavana johtimena, jolla voi olla tärkeä rooli materiaali-/laitesovelluksissa (esim. aurinkokennot, valodiodit, kosketuspaneelit ja älykkäät ikkunat tai puhelimet).
Mikä on grafeenioksidi?
Grafeenioksidi on yksimolekyylinen levy grafiittioksidista. Tämä materiaali on erittäin tärkeä, koska voimme käyttää sitä grafeenilevyjen tuottamiseen tehokkaasti mutta edullisesti. Tässä tapauksessa grafeenioksidi on grafeenin hapettunut muoto. Siinä on yksi atomikerros, joka on päällystetty happea sisältävillä funktionaalisilla ryhmillä.
Kuva 02: Grafeenioksidin vesiliuos
Tämä materiaali dispergoituu veteen ja muihin liuottimiin, koska siinä on happifunktioita. Siksi tätä materiaalia on helppo käsitellä. Lisäksi tämä ominaisuus mahdollistaa sen, että se parantaa keramiikan sähköisiä ja mekaanisia ominaisuuksia, kun keraamista materiaalia sekoitetaan grafeenioksidin kanssa. Se ei kuitenkaan ole hyvä sähkönjohtavuudelle. Siksi luokittelemme sen sähköeristeeksi. Tämä johtuu pääasiassa grafiitissa olevien sp2-sidosverkkojen häiriöstä. Mutta on joitain prosesseja, joilla voimme parantaa sen ominaisuuksia.
Lisäksi valmistajat käyttävät tätä yhdistettä neljällä päämenetelmällä. Ne ovat Staudenmaier-, Hofmann-, Brodie- ja Hummers-menetelmä. Näillä tekniikoilla on useita eroja.
Mitä eroa on grafeenilla ja grafeenioksidilla?
Grafeenia voidaan kuvata hiilen allotroopiksi, joka esiintyy kaksiulotteisena levynä. Grafeenioksidi on yksimolekyylinen levy grafiittioksidista. Keskeinen ero grafeenin ja grafeenioksidin välillä on se, että grafeeni on aine, joka on valmistettu hiiliatomeista, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa toistuvassa kuusikulmiomuodossa, kun taas grafeenioksidi on grafeenin hapettunut muoto, joka on sidottu ryhmillä, joissa on happiatomeja.
Alla oleva infografiikka esittelee grafeenin ja grafeenioksidin väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Grafeeni vs grafeenioksidi
Avainero grafeenin ja grafeenioksidin välillä on se, että grafeeni on aine, joka koostuu hiiliatomeista, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa toistuvassa kuusikulmiomuodossa, kun taas grafeenioksidi on grafeenin hapettunut muoto, jossa on ryhmiä, joissa on happea. atomit.
