ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราไฟต์และกราฟีนคือกราไฟต์เป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีแผ่นคาร์บอนจำนวนมาก ในขณะที่กราฟีนเป็นกราไฟท์คาร์บอนแผ่นเดียว
กราไฟต์คืออัลโลโทรปของคาร์บอนที่รู้จักกันดี ยิ่งกว่านั้น เราพิจารณาว่าเป็นโลหะกึ่งโลหะ และมีโครงสร้างเป็นชั้นๆ ที่มีคาร์บอนหลายชั้นที่อัดแน่นซึ่งกันและกัน หนึ่งชั้นจากชั้นเหล่านี้เป็นแผ่นกราฟีน แผ่นกราฟีนถือเป็นอนุภาคนาโนตามขนาด
กราไฟท์คืออะไร
กราไฟท์เป็นอัลโลโทรปที่เสถียรของคาร์บอนซึ่งมีโครงสร้างเป็นผลึกและมีลักษณะเป็นถ่านหินและเราถือว่าเป็นแร่พื้นเมือง แร่พื้นเมืองเป็นธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยไม่รวมกับธาตุอื่น นอกจากนี้ยังเป็นคาร์บอนรูปแบบที่เสถียรที่สุดที่เกิดขึ้นในสภาวะมาตรฐาน หน่วยที่ทำซ้ำเพียงอย่างเดียวของ allotrope นี้คือคาร์บอน (C) มีระบบคริสตัลหกเหลี่ยม allotrope นี้ปรากฏในสีเหล็กดำถึงสีเทาเหล็ก และมีความมันวาวแบบโลหะ อย่างไรก็ตาม สีริ้วของแร่นี้คือสีดำ (สีที่ปรากฏในผงละเอียด)
รูปที่ 01: กราไฟท์
เราเรียกโครงสร้างแลตทิซของอัลโลโทรปนี้ว่าตาข่ายรังผึ้ง มีแผ่นกราฟีนแยกออกจากกันที่ระยะ 0.335 นาโนเมตร ในโครงสร้างตาข่าย อะตอมของคาร์บอนจะถูกแยกออกจากกันในระยะ 0.142 นาโนเมตร อะตอมของคาร์บอนถูกผูกมัดซึ่งกันและกันผ่านพันธะโควาเลนต์ อะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมมีพันธะโควาเลนต์สามพันธะอยู่รอบๆเนื่องจากความจุของคาร์บอนเท่ากับ 4 จึงมีอิเล็กตรอนว่างตัวที่สี่ในอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมของโครงสร้างนี้ ดังนั้นจึงมีอิสระที่จะโยกย้าย ทำให้กราไฟท์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า กราไฟท์ธรรมชาติมีประโยชน์ในวัสดุทนไฟ แบตเตอรี่ การผลิตเหล็ก กราไฟท์แบบขยาย ผ้าเบรก หน้าหล่อหลอม และสารหล่อลื่น
กราฟีนคืออะไร
กราไฟท์เป็นชั้นเดียวจากหลายชั้นในกราไฟท์ เป็นกึ่งโลหะ แผ่นงานนี้ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนชั้นเดียวในโครงสร้างระนาบ อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมมีพันธะโควาเลนต์สามพันธะอยู่รอบๆ เราเรียกมันว่าโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยม กราฟีนมีคุณสมบัติพิเศษต่างจากกราไฟต์ สิ่งสำคัญที่สุดคือ วัสดุนี้เป็นวัสดุที่แข็งแรงที่สุดเท่าที่เคยทดสอบมา สามารถนำความร้อนและไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ สารประกอบนี้เกือบจะโปร่งใส
รูปที่ 02: แผ่นกราฟีน
มีไดอะแมกเนติกมากกว่ากราไฟต์ แผ่นกราฟีนถือเป็นอนุภาคนาโนตามขนาด (ความกว้างของแผ่นอยู่ระหว่าง 1 – 100 นาโนเมตร) อะตอมของคาร์บอนของแผ่นงานนี้มีพันธะสี่พันธะ รวมถึงพันธะซิกมาสามพันธะรอบอะตอมของคาร์บอนและพันธะไพหนึ่งที่มุ่งออกจากระนาบ การใช้งานที่สำคัญของแผ่นเหล่านี้คือการผลิตท่อนาโนคาร์บอน
กราไฟท์และกราฟีนต่างกันอย่างไร
กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปที่เสถียรของคาร์บอนซึ่งมีโครงสร้างเป็นผลึกและมีลักษณะเป็นถ่านหิน มีแผ่นคาร์บอนจำนวนมาก มันเปราะ นอกจากนี้ อะตอมของคาร์บอนของกราไฟต์ยังถูกเชื่อมติดกันผ่านพันธะโควาเลนต์ อะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมมีพันธะโควาเลนต์ 3 พันธะอยู่รอบๆ และมีอิเล็กตรอนอิสระ กราฟีนเป็นชั้นเดียวจากหลายชั้นในกราไฟท์ ต่างจากกราไฟต์ นี่คือแผ่นคาร์บอนแผ่นเดียว นอกจากนี้ยังเป็นวัสดุที่แข็งแรงที่สุดเท่าที่เคยทดสอบมานอกจากนั้น แผ่นคาร์บอนนี้ยังมีพันธะสี่ชนิด รวมถึงพันธะซิกมาสามพันธะรอบอะตอมของคาร์บอนและพันธะไพหนึ่งที่มุ่งออกจากระนาบ นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราไฟต์และกราฟีน
สรุป – กราไฟต์กับกราฟีน
กราไฟต์และกราฟีนเป็นวัสดุที่มีคาร์บอนที่สำคัญมากซึ่งสัมพันธ์กัน ความแตกต่างระหว่างกราไฟต์และกราไฟท์คือกราไฟต์เป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีแผ่นคาร์บอนจำนวนมาก ในขณะที่กราไฟท์เป็นกราไฟท์คาร์บอนแผ่นเดียว