Der Hauptunterschied zwischen Fulleren und Kohlenstoffnanoröhren besteht darin, dass Fulleren ein Allotrop von Kohlenstoff ist, das in verschiedenen Formen und Größen vorkommen kann, während Kohlenstoffnanoröhren eine Art von Fulleren mit zylindrischen Formen sind.
Es gibt verschiedene Arten von Kohlenstoff-Allotropen wie Diamant, Graphit und Fulleren. Alle diese Typen sind chemische Strukturen, die nur aus Kohlenstoffatomen bestehen.
Was ist Fulleren?
Fullerene ist eine Art Allotrop von Kohlenstoff mit Molekülen von Kohlenstoffatomen, die über Einfach- und Doppelbindungen aneinander gebunden sind, um ein geschlossenes oder teilweise geschlossenes Netz mit verschmolzenen Ringen aus 5 oder 7 Atomen zu bilden. Dieses Molekül kann als Hohlkugeln, Ellipsoide, Röhren oder andere Formen und Größen auftreten.
Wenn das Fulleren eine geschlossenmaschige Topologie ist, wird es informell durch die empirische Formel Cn bezeichnet, wobei n die Anzahl der Kohlenstoffatome ist. Manchmal repräsentieren einige Werte für n mehr als ein Isomer. Die bekannteste Zahl dieser Gruppe ist Buckminsterfulleren. Es wurde nach Buckminster Fuller benannt. Daher werden geschlossene Fullerene auch als Buckyballs bezeichnet, die den Standardbällen des Vereinsfußballs ähneln.
Abbildung 01: Fullerene
Wenn man die Eigenschaften von Fulleren betrachtet, ist jedes Kohlenstoffatom nur mit drei benachbarten Atomen verbunden, und diese Bindungen sind Mischungen aus einfachen und doppelten kovalenten Bindungen. Die Hybridisierung dieser Kohlenstoffatome kann als sp2 angegeben werden. Einigen Forschungsstudien zufolge kann die Reaktivität von Fulleren durch das Anbringen aktiver Gruppen an den Oberflächen erhöht werden.
Was sind Kohlenstoffnanoröhrchen?
Kohlenstoffnanoröhren oder einfach Nanoröhren sind eine Art Röhre aus Kohlenstoffatomen, und diese Röhren haben Durchmesser, die typischerweise in Nanometern gemessen werden. Es gibt zwei Arten von Nanoröhren als einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (SWCNTs) und mehrwandige Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNTs).
SWCNTs können als Allotrope von Kohlenstoff beschrieben werden, die Zwischenstufen zwischen Fulleren und flachem Graphen sind. Wir können diese Nanoröhren idealisieren als Ausschnitte aus einem zweidimensionalen hexagonalen Gitter aus Kohlenstoffatomen, die entlang eines der Bravais-Gittervektoren des hexagonalen Gitters aufgerollt sind und einen Hohlzylinder bilden.
Abbildung 02: Einwandige Kohlenstoffnanoröhren
Auf der anderen Seite bestehen MWCNTs aus verschachtelten einwandigen Kohlenstoffnanoröhren, die durch Van-der-Waals-Wechselwirkungen in einer baumartigen Ringstruktur schwach aneinander gebunden sind. Manchmal bezeichnen wir sie als doppel- und dreiwandige Kohlenstoffnanoröhren.
Kohlenstoffnanoröhren zeigen eine bemerkenswerte elektrische Leitfähigkeit. Sie weisen auch eine hervorragende Zugfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit auf. Dies liegt an der Nanostruktur und Stärke der Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen. Außerdem können wir Nanoröhren chemisch modifizieren.
Was ist der Unterschied zwischen Fulleren und Kohlenstoffnanoröhren?
Fulleren ist ein Allotrop des Kohlenstoffs. Es kann in verschiedenen Formen und Größen auftreten, z. B. in zylindrischen Formen, Kugelformen, Ellipsoidformen usw. Der Hauptunterschied zwischen Fulleren und Kohlenstoff-Nanoröhren besteht darin, dass Fulleren ein Allotrop von Kohlenstoff ist, das in verschiedenen Formen und Größen vorkommen kann, während Kohlenstoff-Nanoröhren ist eine Art Fulleren, das eine zylindrische Form hat. Die häufigste Struktur von Fulleren ist eine kugelförmige Buckyball-Struktur, die ein geschlossenes oder teilweise geschlossenes Netz mit verschmolzenen Ringen aus 5 oder 7 Atomen aufweist, während Kohlenstoffnanoröhren röhrenartige Strukturen aufweisen, in denen jedes Kohlenstoffatom drei kovalente Bindungen mit benachbarten Atomen hat.
Zusammenfassung – Fulleren vs. Kohlenstoffnanoröhren
Kohlenstoff ist ein häufig vorkommendes chemisches Element auf der Erde. Es kann in verschiedenen Formen existieren, die als Allotrope von Kohlenstoff bekannt sind. Fulleren ist auch eine Art Allotrop des Kohlenstoffs. Der Hauptunterschied zwischen Fulleren und Kohlenstoffnanoröhren besteht darin, dass Fulleren ein Allotrop von Kohlenstoff ist, das in verschiedenen Formen und Größen vorkommen kann, während Kohlenstoffnanoröhren eine Art von Fulleren mit zylindrischer Form sind.
