Grafen ve karbon fiber arasındaki temel fark, grafenin tek bir karbon atomu tabakası kalınlığına sahipken, karbon fiberin mikrometre ölçeğinde bir kalınlığa sahip olmasıdır.
Hem grafen hem de karbon fiber karbon içeren maddelerdir. Grafen sadece karbon atomları içerirken, karbon fiber çoğunlukla karbon ile birlikte oksijen ve nitrojen gibi diğer elementleri içerir. Grafen ve karbon fiber arasındaki bir diğer önemli fark, karbon tabakalarının bu maddelere kenetlenme şeklidir. Bununla birlikte, her iki tip de aynı düzenli altıgen düzende düzenlenmiş karbon içerir.
Grafen nedir?
Grafen, düzenli bir altıgen düzende düzenlenmiş tek bir karbon atomu katmanına sahip bir karbon allotropudur. Sonuç olarak, değerlik ve iletim bantları arasında küçük bir örtüşme olan bir yarı metaldir. Grafenin yapısı, grafit, elmas, kömür, karbon nanotüpler vb. gibi birçok karbon içeren maddenin temel yapısıdır.
Ayrıca, grafende birçok önemli ve yaygın olmayan özellik vardır. Örneğin, şimdiye kadar test ettiğimiz en güçlü malzemedir. Ayrıca ısı ve elektriği yüksek verimle iletebilir. Madde neredeyse şeffaftır. Bunun dışında diamanyetizma gösterir ve ayrıca iki boyutlu özelliklere sahiptir.
Şekil 01: Grafen Levha
Grafen tabakasındaki her karbon atomunun çevresinde, aynı düzlemde diğer üç karbon atomu ile üç sigma bağı ve düzleme dik bir pi bağı gibi dört bağ vardır. Bu yapıdaki iki karbon atomu arasındaki mesafe yaklaşık 1.42 A'dır. Sonuç olarak, sıkıca paketlenmiş karbon atomları ve her bir karbon atomunun sp2 hibritleşmesi, grafene yüksek stabilitesini verir. Dolayısıyla bu levhaları hidrokarbon gibi diğer karbon içeren maddelere maruz bırakırsak levhalardaki hasarları kendileri onarabilirler.
Grafenin uygulamaları tıp (doku mühendisliği, biyogörüntüleme, ilaç dağıtımı, test etme, toksisite), elektronikte (transistör üretimi, şeffaf iletken elektrotlar, optoelektronik, vb.), ışık işleme (optik) alanındadır. modülatörler, UV lens), vb.
Karbon Fiber Nedir?
Karbon fiber, çoğunlukla karbon atomlarının altıgen bir düzende düzenlenmiş olduğu bir fiber şeklidir. Bu liflerin çapı yaklaşık 5-10 mikrometredir. Her şeyden önce, bu madde bir makara üzerine sarılmış sürekli bir çekme şeklinde mevcuttur. Ve bu kıtık, sürekli bir şekilde binlerce ayrı karbon filament demeti içerir. Ayrıca bu demet organik bir kaplama ile korunmaktadır. Bu nedenle, amaçlanan uygulama için çekiciyi çözebiliriz.
Bu malzemenin atomik yapısı grafeninkine benzer; altıgen desen. Ayrıca, bu malzemeyi yapmak için kullandığımız öncülüne göre iki tür karbon fiber vardır; turbostratik veya grafit. Bazen her iki yapının bir melezidir.
Şekil 02: Dokuma Karbon Filamentlerden yapılmış kumaş
Bu malzemenin en önemli özellikleri yüksek sertlik, yüksek çekme mukavemeti, düşük ağırlık, yüksek kimyasal direnç, yüksek sıcaklık toleransı ve düşük termal genleşmedir. Bu özelliklerinden dolayı karbon fiber, havacılık, uzay uygulamaları, askeri vb. alanlarda popülerdir.
Grafen ve Karbon Fiber Arasındaki Fark Nedir?
Grafen, düzenli bir altıgen düzende düzenlenmiş tek bir karbon atomu katmanına sahip bir karbon allotropudur; karbon lifi ise çoğunlukla altıgen bir düzende düzenlenmiş karbon atomlarına sahip bir lif şeklidir. Bunlar esas olarak karbon atomlarından oluşan malzemelerdir. Ancak kalınlıklarına göre birbirlerinden farklılık gösterirler. Dolayısıyla, grafen ve karbon fiber arasındaki temel fark, grafenin tek karbon atomu tabakası kalınlığına sahip olması, karbon fiberin ise mikrometre ölçeğinde bir kalınlığa sahip olmasıdır. Grafen ve karbon fiber arasındaki bir diğer önemli fark, grafen levhaların sıkıca paketlenmesi, karbon fiberin ise sıkıca paketlenmiş levhalara sahip olmamasıdır.
Grafen ve karbon fiber arasındaki farkla ilgili aşağıdaki infografik, ikisi arasında daha fazla fark olduğunu gösteriyor.
Özet – Grafen ve Karbon Fiber
Grafen ve karbon fiber, önemli karbon içeren malzemelerdir. Grafen ve karbon fiber arasındaki temel fark, grafenin tek bir karbon atomu tabakası kalınlığına sahipken, karbon fiberin mikrometre ölçeğinde bir kalınlığa sahip olmasıdır.
