Графен мен көміртекті талшықтың негізгі айырмашылығы мынада: графен бір көміртек атомы қабатының қалыңдығына ие, ал көміртекті талшық микрометрлік шкала қалыңдығына ие.
Графен де, көміртекті талшық та құрамында көміртегі бар заттар. Графен құрамында тек көміртек атомдары бар, ал көміртекті талшықта оттегі мен азот сияқты кейбір басқа элементтермен бірге көміртек бар. Графен мен көміртекті талшықтың тағы бір маңызды айырмашылығы - көміртекті парақтардың осы заттарда бір-бірімен байланысы. Дегенмен, екі түрдің де құрамында бірдей тұрақты алтыбұрышты үлгіде орналасқан көміртегі бар.
Графен дегеніміз не?
Графен – тұрақты алтыбұрышты үлгіде орналасқан көміртегі атомдарының бір қабаты бар көміртегі аллотропы. Демек, бұл валенттілік пен өткізгіштік жолақтары арасында аз қабаттасатын жартылай металл. Графеннің құрылымы графит, алмаз, көмір, көміртекті нанотүтіктер және т.б. сияқты құрамында көміртегі бар көптеген заттардың негізгі құрылымы болып табылады.
Сонымен қатар графеннің көптеген маңызды және сирек кездесетін қасиеттері бар. Мысалы, бұл біз сынаған ең берік материал. Сонымен қатар, ол жылу мен электр энергиясын жоғары тиімділікте өткізе алады. Зат дерлік мөлдір. Бұдан басқа, ол диамагнетизмді көрсетеді және екі өлшемді қасиеттерге ие.
01-сурет: Графен парағы
Графен парағындағы әрбір көміртек атомының айналасында төрт байланыс бар, мысалы, бір жазықтықтағы басқа үш көміртек атомымен үш сигма байланысы және жазықтыққа перпендикуляр pi байланысы. Бұл құрылымдағы екі көміртек атомының арасындағы қашықтық шамамен 1,42 Å. Нәтижесінде тығыз орналасқан көміртегі атомдары және әрбір көміртек атомының sp2 гибридтенуі графенге оның жоғары тұрақтылығын береді. Осылайша, егер біз бұл парақтарды көмірсутек сияқты құрамында көміртегі бар басқа заттардың әсеріне ұшыратсақ, олар парақтардағы зақымдарды өздері түзете алады.
Графеннің қолданылуы медицина саласында (тіндік инженерия, биобейнелеу, дәрі-дәрмек жеткізу, тестілеу, уыттылық), электроникада (транзисторлар, мөлдір өткізгіш электродтар, оптоэлектроника және т.б. өндірісі), жарықты өңдеуде (оптикалық) модуляторлар, ультракүлгін линзалар) т.б.
Көміртекті талшық дегеніміз не?
Көміртекті талшық – негізінен алтыбұрышты үлгіде орналасқан көміртегі атомдары бар талшық түрі. Бұл талшықтардың диаметрі шамамен 5-10 микрометр. Ең бастысы, бұл зат катушкаға оралған үздіксіз сүйреу түрінде қол жетімді. Және бұл сүйретпе үздіксіз түрде мыңдаған жеке көміртекті жіптерден тұрады. Сонымен қатар, бұл байлам органикалық жабынмен қорғалған. Сондықтан біз қажетті қолданба үшін сүйреуішті боса аламыз.
Бұл материалдың атомдық құрылымы графендікіне ұқсас; алтыбұрышты үлгі. Сонымен қатар, біз осы материалды жасау үшін қолданатын прекурсорға сәйкес көміртекті талшықтың екі түрі бар; турбостратикалық немесе графиттік. Кейде бұл екі құрылымның гибриді болып табылады.
02-сурет: тоқылған көміртекті жіптерден жасалған мата
Бұл материалдың ең маңызды қасиеттеріне жоғары қаттылық, жоғары созуға төзімділік, төмен салмақ, жоғары химиялық төзімділік, жоғары температураға төзімділік және төмен термиялық кеңею жатады. Осы қасиеттердің арқасында көміртекті талшық аэроғарыштық қолданбаларда, әскери және т.б. салаларда танымал.
Графен мен көміртекті талшықтың айырмашылығы неде?
Графен - бұл тұрақты алтыбұрышты үлгіде орналасқан көміртегі атомдарының бір қабаты бар көміртегі аллотропы, ал көміртекті талшық - негізінен алтыбұрышты үлгіде орналасқан көміртегі атомдары бар талшық түрі. Бұл негізінен көміртек атомдарынан тұратын материалдар. Дегенмен, олар бір-бірінен қалыңдығына қарай ерекшеленеді. Демек, графен мен көміртекті талшықтың негізгі айырмашылығы - графеннің бір көміртегі атомы қабатының қалыңдығы, ал көміртегі талшығының микрометрлік шкала қалыңдығы бар. Графен мен көміртекті талшықтың тағы бір маңызды айырмашылығы - графен парақтары тығыз оралады, ал көміртекті талшықтарда тығыз оралған парақтар болмайды.
Графен мен көміртекті талшық арасындағы айырмашылық туралы төмендегі инфографика екеуінің арасындағы көбірек айырмашылықты көрсетеді.
Қорытынды – Графен және көміртекті талшық
Графен және көміртекті талшық көміртегі бар маңызды материалдар болып табылады. Графен мен көміртекті талшықтың негізгі айырмашылығы мынада: графен бір көміртек атомы қабатының қалыңдығына ие, ал көміртекті талшық микрометрлік шкала қалыңдығына ие.
