Der Hauptunterschied zwischen Graphen und Kohlefaser besteht darin, dass Graphen eine Dicke von einzelnen Kohlenstoffatomen hat, während Kohlefaser eine Dicke im Mikrometerbereich hat.
Sowohl Graphen als auch Kohlefaser sind kohlenstoffh altige Substanzen. Graphen enthält nur Kohlenstoffatome, während Kohlefaser hauptsächlich Kohlenstoff zusammen mit einigen anderen Elementen wie Sauerstoff und Stickstoff enthält. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Graphen und Kohlenstofffasern besteht in der Art und Weise, wie sich die Kohlenstoffschichten in diesen Substanzen verzahnen. Beide Arten enth alten jedoch Kohlenstoff, der in demselben regelmäßigen sechseckigen Muster angeordnet ist.
Was ist Graphen?
Graphen ist ein Allotrop aus Kohlenstoff, das eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen aufweist, die in einem regelmäßigen sechseckigen Muster angeordnet sind. Folglich ist es ein Halbmetall, das eine geringe Überlappung zwischen Valenz- und Leitungsband aufweist. Die Struktur von Graphen ist die Grundstruktur vieler kohlenstoffh altiger Substanzen wie Graphit, Diamant, Holzkohle, Kohlenstoffnanoröhren usw.
Darüber hinaus gibt es viele wichtige und ungewöhnliche Eigenschaften von Graphen. Zum Beispiel ist es das stärkste Material, das wir je getestet haben. Darüber hinaus kann es Wärme und Strom mit hoher Effizienz leiten. Die Substanz ist nahezu durchsichtig. Abgesehen davon zeigt es Diamagnetismus und hat auch zweidimensionale Eigenschaften.
Abbildung 01: Graphenblatt
Jedes Kohlenstoffatom in der Graphenschicht hat vier Bindungen um sich herum, z. B. drei Sigma-Bindungen mit drei anderen Kohlenstoffatomen in derselben Ebene und eine Pi-Bindung senkrecht zur Ebene. Der Abstand zwischen den beiden Kohlenstoffatomen in dieser Struktur beträgt etwa 1,42 Å. Folglich verleihen die dicht gepackten Kohlenstoffatome und die sp2-Hybridisierung jedes Kohlenstoffatoms Graphen seine hohe Stabilität. Wenn wir diese Platten also anderen kohlenstoffh altigen Substanzen wie Kohlenwasserstoffen aussetzen, können sie die Schäden in den Platten selbst reparieren.
Anwendungen von Graphen liegen im Bereich der Medizin (Tissue Engineering, Bioimaging, Drug Delivery, Testing, Toxizität), in der Elektronik (Herstellung von Transistoren, transparenten leitenden Elektroden, Optoelektronik usw.), in der Lichtverarbeitung (optische Modulatoren, UV-Linse), etc.
Was ist Kohlefaser?
Kohlefaser ist eine Faserform, bei der hauptsächlich Kohlenstoffatome in einem sechseckigen Muster angeordnet sind. Diese Fasern haben einen Durchmesser von etwa 5-10 Mikrometer. Vor allem ist dieser Stoff als Endloskabel auf einer Rolle aufgewickelt erhältlich. Und dieses Kabel enthält ein Bündel von Tausenden von einzelnen Kohlenstoff-Filamenten in kontinuierlicher Weise. Außerdem ist dieses Bündel mit einer organischen Beschichtung geschützt. Daher können wir das Kabel für den vorgesehenen Einsatzzweck abwickeln.
Die atomare Struktur dieses Materials ähnelt der von Graphen; Sechseckiges Muster. Darüber hinaus gibt es je nach Vorläufer, den wir zur Herstellung dieses Materials verwenden, zwei Formen von Kohlenstofffasern; turbostratisch oder graphitisch. Manchmal ist es eine Mischung aus beiden Strukturen.
Abbildung 02: Gewebe aus gewebten Carbon-Filamenten
Die wichtigsten Eigenschaften dieses Materials sind hohe Steifigkeit, hohe Zugfestigkeit, geringes Gewicht, hohe chemische Beständigkeit, Hochtemperaturtoleranz und geringe Wärmeausdehnung. Aufgrund dieser Eigenschaften ist Kohlefaser in Luft- und Raumfahrtanwendungen, beim Militär usw. beliebt.
Was ist der Unterschied zwischen Graphen und Kohlefaser?
Graphen ist ein Allotrop aus Kohlenstoff, das eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen aufweist, die in einem regelmäßigen sechseckigen Muster angeordnet sind, während Kohlenstofffasern eine Faserform sind, die hauptsächlich Kohlenstoffatome aufweist, die in einem sechseckigen Muster angeordnet sind. Dies sind Materialien, die hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen bestehen. Sie unterscheiden sich jedoch in der Dicke voneinander. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Graphen und Kohlefaser darin, dass Graphen eine Dicke einer einzelnen Kohlenstoffatomschicht aufweist, während Kohlefaser eine Dicke im Mikrometermaßstab hat. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen Graphen und Kohlefaser besteht darin, dass Graphenblätter dicht gepackt sind, während Kohlefaser keine dicht gepackten Blätter hat.
Die folgende Infografik zum Unterschied zwischen Graphen und Kohlefaser zeigt weitere Unterschiede zwischen beiden.
Zusammenfassung – Graphen vs. Kohlefaser
Graphen und Kohlefaser sind wichtige kohlenstoffh altige Materialien. Der Hauptunterschied zwischen Graphen und Kohlefaser besteht darin, dass Graphen eine Dicke einer einzelnen Kohlenstoffatomschicht hat, während Kohlefaser eine Dicke im Mikrometerbereich hat.
