Avainero hiilinanoputkien ja grafeenin välillä on se, että hiilinanoputkilla on metallisia tai puolijohtavia ominaisuuksia, kun taas grafeeni on luonteeltaan puolimetallista.
Hiilinanoputket ovat erään tyyppisiä putkia, jotka koostuvat hiiliatomeista, ja näiden putkien halkaisija mitataan tyypillisesti nanometrin asteikolla. Grafeeni on hiilen allotrooppi, joka esiintyy kaksiulotteisina levyinä.
Mitä ovat hiilinanoputket?
Hiilinanoputket ovat erään tyyppisiä putkia, jotka koostuvat hiiliatomeista, ja näiden putkien halkaisija mitataan tyypillisesti nanometrin asteikolla. Hiilinanoputki viittaa usein yksiseinäisiin hiilinanoputkiin, jotka ovat hiilen allotroopin tyyppi, jonka ominaisuuksia ovat fullereenin ja litteän grafeenin välissä.
hiilinanoputkien ominaisuudet ja käyttötarkoitukset
Hiilinanoputkilla on erilaisia ainutlaatuisia ominaisuuksia, mukaan lukien nollasta 2 eV:iin vaihteleva kaistanväli, sähkönjohtavuuden metallikäyttäytyminen, korkea vetolujuus, joko metallinen tai puolijohtava luonne putkien akselilla, hyödyllinen absorptio, fotoluminesenssi ja Raman-spektroskooppiset ominaisuudet, erittäin hyvä lämmönjohtavuus, kristallografisten vikojen esiintyminen jne.
Kun harkitaan tämän materiaalin sovelluksia, se on hyödyllinen irtotavarana polymeerien komposiittikuituina parantamaan mekaanisia, lämpö- ja sähköisiä ominaisuuksia, "Gecko-teipin" tuotanto, kärjet atomivoimamikroskooppien antureille, toimivat mm. telineet sidosten kasvua varten kudostekniikan aikana jne.
Mikä on grafeeni?
Grafeeni on hiilen allotrooppi, joka esiintyy kaksiulotteisina levyinä, joita voidaan kutsua "kaksiulotteiseksi kuusikulmaiseksi hilaksi". Lisäksi se on äärettömän suuri aromaattinen molekyyli. Grafeenin tuotantotapoja on erilaisia, mukaan lukien mekaaniset menetelmät, yksikerroksisen hiilen pilkkominen, kemialliset menetelmät, kemiallinen höyrypinnoitus, hiilidioksidin pelkistys, yliääniruiskutusmenetelmä, lasermenetelmä, ioni-istutus ja CMOS-yhteensopiva grafeenituotanto.
Grafeenin ominaisuudet ja käyttötarkoitukset
Tällä materiaalilla on ainutlaatuinen joukko ominaisuuksia, joihin kuuluu grafeenin vahva rakenne verrattuna sen paksuuteen, joka on vahvempi kuin teräs, kyky johtaa lämpöä ja sähköä tehokkaasti, kyky palaa erittäin alhaisissa lämpötiloissa, lähes läpinäkyvyys, grafeenirakenteen monimutkainen rakenne ja epälineaarinen diamagnetismi. Lisäksi grafeenissa 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, jolloin muodostuu grafiittirakenne.
Jokainen grafeenilevyn atomi yhdistyy kolmeen lähimpään naapuriinsa sigma-kemiallisten sidosten kautta ja osallistuu myös yhteen sen elektronista johtavuuskaistaan, joka on olemassa koko levyrakenteen välissä. Tämäntyyppiset johtavuusnauhat tekevät grafeenirakenteesta puolimetallin, jolla on epätavallisia elektronisia ominaisuuksia, jotka voidaan kuvata massattomien relativististen hiukkasten teorioilla.
Kuva 01: Yksikerroksinen grafeenioksidi, jota käsitellään korkeassa lämpötilassa kemiallisesti
Grafeenilla on erilaisia sovelluksia, joihin kuuluu sen käyttö läpinäkyvänä ja joustavana johtimena, jolla voi olla tärkeä rooli materiaali-/laitesovelluksissa (esim. aurinkokennot, valodiodit, kosketuspaneelit ja älyikkunat tai puhelimia.
Mitä eroa hiilinanoputkilla ja grafeenilla on?
Hiilinanoputket ovat erään tyyppisiä putkia, jotka koostuvat hiiliatomeista, ja näiden putkien halkaisija mitataan tyypillisesti nanometrin asteikolla. Grafeeni on hiilen allotrooppi, joka esiintyy kaksiulotteisina levyinä. avainero hiilinanoputkien ja grafeenin välillä on se, että hiilinanoputkilla on metallisia tai puolijohtavia ominaisuuksia, kun taas grafeeni on luonteeltaan puolimetallista.
Seuraava infografiikka esittää yhteenvedon hiilinanoputkien ja grafeenin välisistä eroista taulukkomuodossa rinnakkain vertailua varten.
Yhteenveto – hiilinanoputket vs grafeeni
Hiilinanoputket ovat erään tyyppisiä putkia, jotka koostuvat hiiliatomeista, ja näiden putkien halkaisija mitataan tyypillisesti nanometrin asteikolla. Grafeeni on hiilen allotrooppi, joka esiintyy kaksiulotteisina levyinä. Keskeinen ero hiilinanoputkien ja grafeenin välillä on se, että hiilinanoputkilla on metallisia tai puolijohtavia ominaisuuksia, kun taas grafeeni on puolimetallista luonnetta.
