Süsinik-nanotorude ja grafeeni peamine erinevus seisneb selles, et süsinik-nanotorudel on metallilised või pooljuhtivad omadused, samas kui grafeenil on poolmetall.
Süsinik-nanotorud on teatud tüüpi torud, mis koosnevad süsinikuaatomitest ja nende torude läbimõõtu mõõdetakse tavaliselt nanomeetri skaalal. Grafeen on süsiniku allotroop, mis esineb kahemõõtmeliste lehtedena.
Mis on süsiniknanotorud?
Süsinik-nanotorud on teatud tüüpi torud, mis koosnevad süsinikuaatomitest ja nende torude läbimõõtu mõõdetakse tavaliselt nanomeetri skaalal. Süsiniknanotoru viitab sageli ühe seinaga süsinik-nanotorudele, mis on teatud tüüpi süsiniku allotroop, mille omadused on fullereeni ja lameda grafeeni vahepealsed.
Süsiniknanotorude omadused ja kasutusalad
Süsinik-nanotorudel on erinevad ainulaadsed omadused, sealhulgas ribalaius, mis varieerub nullist 2 eV-ni, elektrijuhtivuse metalliline käitumine, kõrge tõmbetugevus, kas metalliline või pooljuhtivus piki toru telge, kasulik neeldumine, fotoluminestsents ja Ramani spektroskoopilised omadused, väga hea soojusjuhtivus, kristallograafiliste defektide esinemine jne.
Selle materjali rakendusi kaaludes on see kasulik lahtiselt polümeeride komposiitkiududena, et parandada mehaanilisi, termilisi ja elektrilisi omadusi. Gecko teibi tootmine, aatomjõumikroskoobi sondide otsikud, tellingud sidemete kasvatamiseks koetehnoloogia ajal jne.
Mis on grafeen?
Grafeen on süsiniku allotroop, mis esineb kahemõõtmeliste lehtedena, mida võib nimetada "kahemõõtmeliseks kuusnurkvõreks". Pealegi on see lõpmatult suur aromaatne molekul. Grafeeni tootmiseks on erinevaid teid, mis hõlmavad mehaanilisi meetodeid, ühekihilise süsiniku lõhustamist, keemilisi meetodeid, keemilist aurustamist, süsinikdioksiidi redutseerimist, ülehelikiirusega pihustusmeetodit, lasermeetodit, ioonide implanteerimist ja CMOS-iga ühilduva grafeeni tootmist.
Grafeeni omadused ja kasutusalad
Sellel materjalil on ainulaadne hulk omadusi, mis hõlmavad grafeeni tugevat struktuuri võrreldes selle paksusega, mis on isegi terasest tugevam, võime juhtida tõhus alt soojust ja elektrit, võime põleda väga madalatel temperatuuridel, peaaegu läbipaistvus, grafeeni struktuuri keeruline struktuur ja mittelineaarne diamagnetism. Lisaks on grafeenil suured kvantvõnkumised. Grafeeni lehe servades olevatel süsinikuaatomitel on spetsiifiline keemiline reaktsioonivõime ja selle lehe struktuuris esinevad defektid võivad keemilist reaktsioonivõimet suurendada. Lisaks kipuvad need grafeenilehed virna kuhjuma, moodustades grafiitstruktuuri.
Iga grafeenilehe aatom ühendub oma kolme lähima naabriga sigma-keemiliste sidemete kaudu ja annab ka ühe oma elektroni kogu lehe struktuuri vahele jäävasse juhtivusriba. Seda tüüpi juhtivusribad muudavad grafeeni struktuuri ebatavaliste elektrooniliste omadustega poolmetalliks, mida saab kirjeldada massita relativistlike osakeste teooriate abil.
Joonis 01: Ühekihiline grafeenoksiid, mida töödeldakse kõrgel temperatuuril keemiliselt
Grafeenil on erinevaid rakendusi, sealhulgas selle kasutamine läbipaistva ja painduva juhina, mis võib mängida olulist rolli materjalide/seadmete rakendustes (nt päikesepatareid, valgusdioodid, puutepaneelid ja nutikad aknad või telefonid.
Mis vahe on süsiniknanotorudel ja grafeenil?
Süsinik-nanotorud on teatud tüüpi torud, mis koosnevad süsinikuaatomitest ja nende torude läbimõõtu mõõdetakse tavaliselt nanomeetri skaalal. Grafeen on süsiniku allotroop, mis esineb kahemõõtmeliste lehtedena. Peamine erinevus süsiniknanotorude ja grafeeni vahel on see, et süsinik-nanotorudel on metallilised või pooljuhtivad omadused, samas kui grafeenil on poolmetall.
Järgmine infograafik võtab tabelina kokku süsiniknanotorude ja grafeeni erinevused kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – süsiniknanotorud vs grafeen
Süsinik-nanotorud on teatud tüüpi torud, mis koosnevad süsinikuaatomitest ja nende torude läbimõõtu mõõdetakse tavaliselt nanomeetri skaalal. Grafeen on süsiniku allotroop, mis esineb kahemõõtmeliste lehtedena. Peamine erinevus süsinik-nanotorude ja grafeeni vahel on see, et süsinik-nanotorudel on metallilised või pooljuhtivad omadused, samas kui grafeenil on poolmetall.
