ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนและกราฟีนออกไซด์คือ กราฟีนเป็นสารที่ทำจากอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมติดกันในรูปแบบหกเหลี่ยมซ้ำๆ ในขณะที่กราฟีนออกไซด์เป็นกราฟีนรูปแบบออกซิไดซ์ที่เจือด้วยกลุ่มที่มีออกซิเจน อะตอม
กราฟีนสามารถอธิบายได้ว่าเป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีอยู่ในรูปแบบแผ่นสองมิติ กราฟีนออกไซด์เป็นแผ่นโมเลกุลเดี่ยวจากกราไฟท์ออกไซด์ ในบทความนี้ เราจะเปรียบเทียบกราฟีนกับกราฟีนออกไซด์
กราฟีนคืออะไร
กราฟีนคืออัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีอยู่ในรูปแบบแผ่นสองมิติ ซึ่งมีชื่อว่า “โครงตาข่ายหกเหลี่ยมสองมิติ” กราฟีนมักจะเป็นโมเลกุลอะโรมาติกขนาดใหญ่อย่างอนันต์ เราสามารถใช้เส้นทางต่างๆ ในการผลิตกราฟีนได้ บางส่วนของสิ่งเหล่านี้รวมถึงวิธีการทางกล, การแยกคาร์บอนโมโนเลเยอร์, วิธีทางเคมี, การสะสมไอสารเคมี, การลดคาร์บอนไดออกไซด์, วิธีการพ่นด้วยความเร็วเหนือเสียง, วิธีเลเซอร์, การฝังไอออน และการผลิตกราฟีนที่เข้ากันได้กับ CMOS
กราฟีนมีคุณสมบัติพิเศษมากมาย มีโครงสร้างที่แข็งแรงเมื่อเทียบกับความหนา และมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กกล้า คุณสมบัติอื่นๆ ได้แก่ ความสามารถในการนำความร้อนและไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ ความสามารถในการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำมาก ใกล้ความโปร่งใส โครงสร้างที่ซับซ้อนของโครงสร้างกราฟีน และไดอะแมกเนติกแบบไม่เชิงเส้น นอกจากนี้ สารนี้มีความผันผวนของควอนตัมมาก อะตอมของคาร์บอนที่ขอบของแผ่นกราฟีนมีปฏิกิริยาทางเคมีจำเพาะ และข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้างแผ่นของแผ่นกราฟีนสามารถปรับปรุงปฏิกิริยาทางเคมีได้ นอกจากนี้ แผ่นกราฟีนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะซ้อนกัน ก่อตัวเป็นโครงสร้างกราไฟท์
รูปที่ 01: โครงสร้างเหมือนแผ่นของกราฟีน
แต่ละอะตอมในแผ่นกราฟีนเชื่อมต่อกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดสามแห่งผ่านพันธะเคมีซิกมาและยังมีส่วนให้อิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งกับแถบการนำไฟฟ้าที่มีอยู่ระหว่างโครงสร้างทั้งแผ่น แถบการนำไฟฟ้าประเภทนี้ทำให้โครงสร้างกราฟีนเป็นกึ่งโลหะที่มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ผิดปกติ ซึ่งสามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎีสำหรับอนุภาคสัมพัทธภาพมวลน้อย
มีการใช้งานที่แตกต่างกันของกราฟีน ซึ่งรวมถึงการใช้กราฟีนเป็นตัวนำที่โปร่งใสและยืดหยุ่นซึ่งสามารถมีบทบาทสำคัญในการใช้งานวัสดุ/อุปกรณ์ (เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดเปล่งแสง แผงสัมผัส และหน้าต่างอัจฉริยะหรือ โทรศัพท์).
กราฟีนออกไซด์คืออะไร
กราไฟท์ออกไซด์เป็นแผ่นโมเลกุลเดี่ยวจากกราไฟท์ออกไซด์ วัสดุนี้มีความสำคัญมากเพราะเราสามารถใช้มันเพื่อผลิตแผ่นกราฟีนได้อย่างมีประสิทธิภาพและราคาไม่แพง ในกรณีนี้ กราฟีนออกไซด์เป็นกราฟีนในรูปแบบออกซิไดซ์ มีชั้นอะตอมเดียวเจือด้วยหมู่ฟังก์ชันที่ประกอบด้วยออกซิเจน
รูปที่ 02: สารละลายน้ำของกราฟีนออกไซด์
วัสดุนี้สามารถกระจายตัวในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ เนื่องจากมีฟังก์ชันออกซิเจน ดังนั้นจึงง่ายต่อการประมวลผลวัสดุนี้ นอกจากนี้ คุณสมบัตินี้ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของเซรามิกเมื่อเราผสมวัสดุเซรามิกกับกราฟีนออกไซด์ อย่างไรก็ตาม มันไม่เป็นผลดีต่อการนำไฟฟ้าดังนั้นเราจึงจัดประเภทเป็นฉนวนไฟฟ้า สาเหตุหลักมาจากการหยุดชะงักของโครงข่ายพันธะ sp2 ที่มีอยู่ในกราไฟท์ แต่มีกระบวนการบางอย่างที่เราสามารถใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของมันได้
นอกจากนี้ยังมีสี่วิธีหลักที่ผู้ผลิตใช้ในการผลิตสารประกอบนี้ คือวิธี Staudenmaier, Hofmann, Brodie และ Hummers เทคนิคเหล่านี้มีความแตกต่างกัน
ความแตกต่างระหว่างกราฟีนและกราฟีนออกไซด์
กราฟีนสามารถอธิบายได้ว่าเป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีอยู่ในรูปแบบแผ่นสองมิติ กราฟีนออกไซด์เป็นแผ่นโมเลกุลเดี่ยวจากกราไฟท์ออกไซด์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง graphene และ graphene oxide คือ graphene เป็นสารที่ทำจากอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมต่อกันในรูปแบบหกเหลี่ยมซ้ำ ๆ ในขณะที่ graphene oxide เป็นรูปแบบออกซิไดซ์ของ graphene ที่เจือด้วยกลุ่มที่มีอะตอมออกซิเจน
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างกราฟีนและกราฟีนออกไซด์ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – กราฟีนกับกราฟีนออกไซด์
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนและกราฟีนออกไซด์คือ กราฟีนเป็นสารที่ทำจากอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมติดกันในรูปแบบหกเหลี่ยมซ้ำๆ ในขณะที่กราฟีนออกไซด์เป็นกราฟีนรูปแบบออกซิไดซ์ที่เจือด้วยกลุ่มที่มีออกซิเจน อะตอม