ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างท่อนาโนฟูลเลอรีนและคาร์บอนนาโนทิวบ์คือ ฟูลเลอรีนคืออัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีรูปร่างและขนาดต่างกัน ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนเป็นฟูลเลอรีนชนิดหนึ่งที่มีรูปทรงกระบอก
คาร์บอนมีหลายประเภท เช่น เพชร กราไฟต์ และฟูลเลอรีน ทั้งหมดนี้เป็นโครงสร้างทางเคมีที่สร้างจากอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น
ฟูลเลอรีนคืออะไร
ฟูลเลอรีนเป็นอัลโลโทรปชนิดหนึ่งของคาร์บอนที่มีโมเลกุลของอะตอมของคาร์บอนถูกเชื่อมติดกันผ่านพันธะเดี่ยวและพันธะคู่เพื่อสร้างตาข่ายปิดหรือปิดบางส่วนซึ่งมีวงแหวนหลอมรวม 5 หรือ 7 อะตอมโมเลกุลนี้สามารถเกิดขึ้นได้เป็นทรงกลมกลวง ทรงรี หลอด หรือรูปร่างและขนาดอื่นๆ
ถ้าฟูลเลอรีนเป็นโครงสร้างแบบตาข่ายปิด จะแสดงอย่างไม่เป็นทางการด้วยสูตรเชิงประจักษ์ Cn โดยที่ n คือจำนวนอะตอมของคาร์บอน บางครั้ง ค่าบางค่าของ n แทนค่าไอโซเมอร์มากกว่าหนึ่งตัว หมายเลขที่มีชื่อเสียงที่สุดของกลุ่มนี้คือ buckminsterfullerene มันถูกตั้งชื่อตามบัคมินสเตอร์ ฟุลเลอร์ ดังนั้นฟูลเลอรีนแบบปิดจึงเรียกอีกอย่างว่าบัคกี้บอล ซึ่งคล้ายกับลูกบอลมาตรฐานของสมาคมฟุตบอล
รูปที่ 01: Fullerene
เมื่อพิจารณาคุณสมบัติของฟูลเลอรีน อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะเชื่อมต่อกับอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงเพียงสามอะตอมเท่านั้น และพันธะเหล่านี้เป็นพันธะผสมของพันธะโควาเลนต์เดี่ยวและพันธะคู่ การผสมพันธุ์ของอะตอมคาร์บอนเหล่านี้สามารถให้ได้เป็น sp2จากการศึกษาวิจัยบางฉบับพบว่า ปฏิกิริยาของฟูลเลอรีนสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการติดกลุ่มที่เคลื่อนไหวกับพื้นผิว
ท่อนาโนคาร์บอนคืออะไร
คาร์บอนนาโนทิวบ์หรือเรียกง่ายๆ ว่านาโนทิวบ์ เป็นท่อประเภทหนึ่งที่ทำจากอะตอมของคาร์บอน และท่อเหล่านี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปแล้วจะวัดเป็นนาโนเมตร ท่อนาโนมีสองประเภทคือท่อนาโนคาร์บอนผนังด้านเดียว (SWCNT) และท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (MWCNT)
SWCNTs สามารถอธิบายได้ว่าเป็น allotropes ของคาร์บอนที่เป็นตัวกลางระหว่าง fullerene และ flat graphene เราสามารถทำให้ท่อนาโนในอุดมคติเป็นรอยบากจากอะตอมของคาร์บอนที่มีโครงตาข่ายหกเหลี่ยม 2 มิติที่ม้วนขึ้นตามเวกเตอร์ตาข่ายของ Bravais ของโครงตาข่ายหกเหลี่ยม กลายเป็นทรงกระบอกกลวง
รูปที่ 02: ท่อนาโนคาร์บอนผนังเดี่ยว
ในทางกลับกัน MWCNTs ประกอบด้วยท่อนาโนคาร์บอนผนังด้านเดียวที่ซ้อนกันซึ่งผูกติดกันอย่างอ่อนผ่านปฏิกิริยา Van der Waals ในโครงสร้างวงแหวนที่เหมือนต้นไม้ บางครั้ง เราเรียกพวกมันว่าท่อนาโนคาร์บอนแบบสองและสามผนัง
ท่อนาโนคาร์บอนแสดงการนำไฟฟ้าที่โดดเด่น พวกเขายังแสดงความต้านทานแรงดึงและการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม นี่เป็นเพราะโครงสร้างนาโนและความแข็งแรงของพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอน นอกจากนี้ เราสามารถดัดแปลงท่อนาโนทางเคมีได้
ท่อนาโนฟูลเลอรีนและคาร์บอนแตกต่างกันอย่างไร
ฟูลเลอรีนคืออัลโลโทรปของคาร์บอน มันสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปทรงและขนาดที่แตกต่างกัน เช่น ทรงกระบอก ทรงกลม ทรงรี ฯลฯ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างท่อนาโนฟูลเลอรีนและคาร์บอนนาโนคือฟูลเลอรีนเป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีรูปร่างและขนาดต่างกัน ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอน เป็นฟูลเลอรีนชนิดหนึ่งที่มีรูปทรงกระบอกโครงสร้างที่พบบ่อยที่สุดของฟูลเลอรีนคือโครงสร้างบัคกี้บอลทรงกลมซึ่งมีตาข่ายปิดหรือบางส่วนที่มีวงแหวนหลอมรวม 5 หรือ 7 อะตอม ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนมีโครงสร้างคล้ายท่อ ซึ่งอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมมีพันธะโควาเลนต์สามพันธะกับอะตอมใกล้เคียง
สรุป – Fullerene vs Carbon Nanotubes
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่พบได้ทั่วไปบนโลก มันสามารถมีอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ ที่เรียกว่า allotropes ของคาร์บอน ฟุลเลอรีนยังเป็นอัลโลโทรปชนิดหนึ่งของคาร์บอนอีกด้วย ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างท่อนาโนฟูลเลอรีนและคาร์บอนคือฟูลเลอรีนเป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีรูปร่างและขนาดต่างกัน ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนเป็นฟูลเลอรีนชนิดหนึ่งที่มีรูปทรงกระบอก