ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์คือกราฟีนมีความหนาของชั้นอะตอมของคาร์บอนเดี่ยว ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์มีความหนาในระดับไมโครเมตร
ทั้งกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นสารที่มีคาร์บอน กราฟีนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น ในขณะที่เส้นใยคาร์บอนส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนพร้อมกับองค์ประกอบอื่นๆ เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์คือวิธีที่แผ่นคาร์บอนประสานกันในสารเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ทั้งสองประเภทมีคาร์บอนที่จัดเรียงในรูปแบบหกเหลี่ยมปกติเหมือนกัน
กราฟีนคืออะไร
กราฟีนคืออัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีอะตอมของคาร์บอนชั้นเดียวจัดเรียงในรูปแบบหกเหลี่ยมปกติ ดังนั้นจึงเป็นโลหะกึ่งโลหะที่มีการเหลื่อมกันเล็กน้อยระหว่างแถบวาเลนซ์และแถบการนำไฟฟ้า โครงสร้างของกราฟีนเป็นโครงสร้างพื้นฐานของสารที่มีคาร์บอนหลายชนิด เช่น กราไฟต์ เพชร ถ่าน คาร์บอนนาโนทิวบ์ เป็นต้น
นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติที่สำคัญและผิดปกติมากมายในกราฟีน ตัวอย่างเช่น เป็นวัสดุที่แข็งแรงที่สุดเท่าที่เราเคยทดสอบมา นอกจากนี้ยังสามารถนำความร้อนและไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ สารนี้เกือบจะโปร่งใส นอกจากนั้น มันแสดงให้เห็นไดอะแมกเนติกและมีคุณสมบัติสองมิติด้วย
รูปที่ 01: แผ่นกราฟีน
คาร์บอนแต่ละอะตอมในแผ่นกราฟีนมีพันธะสี่ตัวอยู่รอบๆ ตัว เช่น พันธะซิกมาสามพันธะกับอะตอมของคาร์บอนอื่นๆ อีกสามตัวในระนาบเดียวกันและพันธะ pi ตั้งฉากกับระนาบระยะห่างระหว่างอะตอมของคาร์บอนทั้งสองในโครงสร้างนี้คือประมาณ 1.42 Å เป็นผลให้อะตอมของคาร์บอนที่อัดแน่นและการผสม sp2 ของอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมทำให้กราฟีนมีความเสถียรสูง ดังนั้น หากเรานำแผ่นเหล่านี้ไปสัมผัสกับสารที่มีคาร์บอนอื่นๆ เช่น ไฮโดรคาร์บอน พวกเขาสามารถซ่อมแซมความเสียหายในแผ่นได้เอง
การใช้งานของกราฟีนในด้านการแพทย์ (วิศวกรรมเนื้อเยื่อ, การสร้างภาพชีวภาพ, การส่งยา, การทดสอบ, ความเป็นพิษ), ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ (การผลิตทรานซิสเตอร์, อิเล็กโทรดนำไฟฟ้าโปร่งใส, ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ) ในการประมวลผลด้วยแสง (ออปติคัล โมดูเลเตอร์ เลนส์ยูวี) เป็นต้น
คาร์บอนไฟเบอร์คืออะไร
คาร์บอนไฟเบอร์เป็นรูปแบบของเส้นใยที่มีอะตอมของคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่จัดเรียงเป็นรูปหกเหลี่ยม เส้นใยเหล่านี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5-10 ไมโครเมตร เหนือสิ่งอื่นใด สารนี้มีให้ในรูปแบบของการลากพ่วงอย่างต่อเนื่องบนรีล และลากจูงนี้ประกอบด้วยมัดของเส้นใยคาร์บอนเดี่ยวๆ หลายพันเส้นในลักษณะที่ต่อเนื่องกันนอกจากนี้ กลุ่มนี้ยังได้รับการปกป้องด้วยสารเคลือบอินทรีย์ ดังนั้น เราจึงสามารถคลายการลากจูงสำหรับการใช้งานที่ต้องการได้
โครงสร้างอะตอมของวัสดุนี้คล้ายกับกราฟีน รูปแบบหกเหลี่ยม นอกจากนี้ยังมีคาร์บอนไฟเบอร์ 2 รูปแบบตามสารตั้งต้นที่เราใช้ทำวัสดุนี้ turbostratic หรือกราฟิก บางครั้งก็เป็นลูกผสมของทั้งสองโครงสร้าง
รูปที่ 02: ผ้าทอจากเส้นใยคาร์บอนทอ
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของวัสดุนี้ ได้แก่ ความแข็งสูง แรงดึงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อสารเคมีสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และการขยายตัวทางความร้อนต่ำ เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ คาร์บอนไฟเบอร์จึงเป็นที่นิยมในการใช้งานด้านอวกาศ การทหาร ฯลฯ
ความแตกต่างระหว่างกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์
กราฟีนคืออัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีอะตอมของคาร์บอนชั้นเดียวจัดเรียงในรูปแบบหกเหลี่ยมปกติ ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์เป็นรูปแบบของเส้นใยที่มีอะตอมของคาร์บอนส่วนใหญ่จัดเรียงเป็นรูปหกเหลี่ยม เหล่านี้เป็นวัสดุที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามแตกต่างกันตามความหนา ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์คือ กราฟีนมีความหนาของชั้นอะตอมของคาร์บอนเดี่ยว ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์มีความหนาในระดับไมโครเมตร ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างกราฟีนกับคาร์บอนไฟเบอร์คือแผ่นกราฟีนจะอัดแน่น ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์ไม่มีแผ่นที่อัดแน่น
อินโฟกราฟิกด้านล่างเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์แสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างทั้งสองมากขึ้น
สรุป – กราฟีนกับคาร์บอนไฟเบอร์
กราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่ประกอบด้วยคาร์บอนที่สำคัญ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราฟีนและคาร์บอนไฟเบอร์คือ กราฟีนมีความหนาของชั้นอะตอมของคาร์บอนเดี่ยว ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์มีความหนาในระดับไมโครเมตร