Diferencia entre grafeno y fibra de carbono

los diferencia clave entre el grafeno y la fibra de carbono es que el grafeno tiene un espesor de una sola capa de átomo de carbono, mientras que la fibra de carbono tiene un espesor de escala micrométrica.

Tanto el grafeno como la fibra de carbono son sustancias que contienen carbono. El grafeno solo contiene átomos de carbono, mientras que la fibra de carbono contiene carbono junto con algunos otros elementos, como el oxígeno y el nitrógeno. Otra diferencia importante entre el grafeno y la fibra de carbono es la forma en que las láminas de carbono se entrelazan en estas sustancias. Sin embargo, ambos tipos contienen carbono dispuesto en el mismo patrón hexagonal regular.

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. Que es el grafeno
3. ¿Qué es la fibra de carbono?
4. Comparación lado a lado: grafeno frente a fibra de carbono en forma tabular
5. Resumen

Que es el grafeno?

El grafeno es un alótropo de carbono que tiene una sola capa de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal regular. En consecuencia, es un semimetal que tiene una pequeña superposición entre las bandas de valencia y conducción. La estructura del grafeno es la estructura básica de muchas sustancias que contienen carbono, como el grafito, el diamante, el carbón, los nanotubos de carbono, etc..

Además, hay muchas propiedades importantes y poco comunes en el grafeno. Por ejemplo, es el material más fuerte que hemos probado. Además, puede conducir calor y electricidad en alta eficiencia. La sustancia es casi transparente. Aparte de eso, muestra diamagnetismo y también tiene propiedades bidimensionales..

Figura 01: Hoja de grafeno

Cada átomo de carbono en la hoja de grafeno tiene cuatro enlaces a su alrededor, como tres enlaces sigma con otros tres átomos de carbono en el mismo plano y un enlace pi perpendicular al plano. La distancia entre los dos átomos de carbono en esta estructura es de aproximadamente 1.42 Å. Como resultado, los átomos de carbono estrechamente empaquetados y la hibridación sp2 de cada átomo de carbono dan al grafeno su alta estabilidad. Por lo tanto, si exponemos estas láminas a otras sustancias que contienen carbono, como los hidrocarburos, pueden reparar los daños en las propias láminas..

Las aplicaciones del grafeno se encuentran en el campo de la medicina (ingeniería de tejidos, bioimagen, administración de fármacos, pruebas, toxicidad), en electrónica (producción de transistores, electrodos conductores transparentes, optoelectrónica, etc.), en procesamiento de luz (moduladores ópticos, lentes UV) , etc.

¿Qué es la fibra de carbono??

La fibra de carbono es una forma de fibra que tiene en su mayoría átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal. Estas fibras tienen alrededor de 5-10 micrómetros de diámetro. Sobre todo, esta sustancia está disponible en forma de un enrollamiento continuo enrollado en un carrete. Y, este cable contiene un conjunto de miles de filamentos de carbono individuales de manera continua. Además, este paquete está protegido con un recubrimiento orgánico. Por lo tanto, podemos desenrollar el remolque para la aplicación prevista..

La estructura atómica de este material es similar a la del grafeno; patrón hexagonal. Además, hay dos formas de fibra de carbono según el precursor que usamos para hacer este material; Turbostrático o grafítico. A veces, es un híbrido de ambas estructuras..

Figura 02: Tela hecha de filamentos de carbono tejido

Las propiedades más importantes de este material incluyen alta rigidez, alta resistencia a la tracción, bajo peso, alta resistencia química, alta tolerancia a la temperatura y baja expansión térmica. Debido a estas propiedades, la fibra de carbono es popular en aplicaciones aeroespaciales, militares, etc..

¿Cuál es la diferencia entre grafeno y fibra de carbono??

El grafeno es un alótropo del carbono que tiene una sola capa de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal regular, mientras que la fibra de carbono es una forma de fibra que tiene principalmente átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal. Estos son materiales compuestos principalmente de átomos de carbono. Sin embargo, difieren entre sí según el grosor. Por lo tanto, la diferencia clave entre el grafeno y la fibra de carbono es que el grafeno tiene un espesor de una sola capa de átomo de carbono, mientras que la fibra de carbono tiene un espesor de escala micrométrica. Otra diferencia importante entre el grafeno y la fibra de carbono es que las hojas de grafeno se empaquetan bien, mientras que la fibra de carbono no tiene láminas compactas.

La siguiente infografía sobre la diferencia entre el grafeno y la fibra de carbono muestra más diferencias entre ambos..

Resumen - Grafeno vs fibra de carbono

El grafeno y la fibra de carbono son importantes materiales que contienen carbono. La diferencia clave entre el grafeno y la fibra de carbono es que el grafeno tiene un espesor de una sola capa de átomo de carbono, mientras que la fibra de carbono tiene un espesor de escala micrométrica..

Referencia:

1. "Aplicaciones potenciales del grafeno". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 de octubre de 2018. Disponible aquí  
2. “Fibras de carbono”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29 de octubre de 2018. Disponible aquí 

Imagen de cortesía:

1. "Graphene-3D-balls" Por Jynto (hablar) - Trabajo propio (CC0) a través de Commons Wikimedia  
2. "Kohlenstofffasermatte" Por Hadhuey en Wikipedia en alemán - Trabajo propio, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia