Diferencia entre nanotubos de carbono y grafeno

23 de junio de 2021 Escrito por Madu

Que Diferencia clave entre los nanotubos de carbono y el grafeno es que los nanotubos de carbono exhiben propiedades metálicas o semiconductoras mientras que el grafeno exhibe una naturaleza semimetálica.

Los nanotubos de carbono son un tipo de tubo formado por átomos de carbono, y el diámetro de estos tubos suele medirse en el rango de nanómetros. El grafeno es un alótropo de carbono que se presenta como capas bidimensionales.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué son los nanotubos de carbono?
3. ¿Qué es el grafeno?
4. Nanotubos de carbono vs. grafeno en forma tabular
5. Resumen: nanotubos de carbono frente a grafeno

¿Qué son los nanotubos de carbono?

Los nanotubos de carbono son un tipo de tubo formado por átomos de carbono, y el diámetro de estos tubos suele medirse en el rango de nanómetros. Un nanotubo de carbono a menudo se refiere a nanotubos de carbono de pared simple, que son un tipo de alótropo de carbono que exhibe propiedades intermedias entre el fullereno y el grafeno plano.

Propiedades y usos de los nanotubos de carbono

Hay varias propiedades únicas de los nanotubos de carbono, incluida la banda prohibida que varía de cero a 2 eV, comportamiento de conductividad eléctrica metálica, alta resistencia a la tracción, naturaleza metálica o semiconductora a lo largo del eje del tubo, absorción útil, fotoluminiscencia y propiedades espectroscópicas Raman, muy buena conductividad térmica , la aparición de defectos cristalográficos, etc.

Teniendo en cuenta las aplicaciones de este material, es útil a granel como fibras compuestas en polímeros para mejorar las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas, la fabricación de "gecko-tape", puntas para sondas de microscopio de fuerza atómica, utilizadas como andamio para el crecimiento de enlaces. actuar durante la ingeniería de tejidos, etc.

¿Qué es el grafeno?

El grafeno es un alótropo del carbono que aparece como capas bidimensionales que pueden denominarse "red hexagonal bidimensional". También es una molécula aromática infinitamente grande. Hay varias formas de producir grafeno, incluidos métodos mecánicos, escisión de carbono monocapa, métodos químicos, deposición química de vapor, reducción de dióxido de carbono, métodos de pulverización ultrasónica, métodos láser, implantación de iones y producción de grafeno compatible con CMOS.

Propiedades y usos de las gráficas

Este material tiene propiedades únicas que incluyen la fuerte estructura del grafeno en comparación con su grosor, que es incluso más fuerte que el acero, la capacidad de conducir el calor y la electricidad de manera eficiente, la capacidad de quemarse a temperaturas muy bajas, casi transparente, la estructura complicada del grafeno La estructura del grafeno y el diamagnetismo no lineal . Además, el grafeno tiene grandes oscilaciones cuánticas. Los átomos de carbono en los bordes de la lámina de grafeno tienen una reactividad química específica y los defectos que aparecen en la estructura de la lámina pueden aumentar la reactividad química. Además, estas láminas de grafeno tienden a apilarse y formar una estructura grafítica.

Cada átomo en la capa de grafeno está unido a sus tres vecinos más cercanos por enlaces químicos sigma y también contribuye con uno de sus electrones a la banda de conducción que existe entre toda la estructura en capas. Estos tipos de bandas de conducción hacen que la estructura del grafeno sea un semimetal con propiedades electrónicas inusuales que pueden describirse mediante teorías de partículas relativistas sin masa.

Figura 01: Un óxido de grafeno de una sola capa que se somete a un tratamiento químico a alta temperatura

Hay varias aplicaciones del grafeno, incluido el uso como conductor transparente y flexible que puede desempeñar un papel importante en aplicaciones de materiales/dispositivos (por ejemplo, células solares, diodos emisores de luz, paneles táctiles y ventanas o teléfonos inteligentes).

¿Cuál es la diferencia entre los nanotubos de carbono y el grafeno?

Los nanotubos de carbono son un tipo de tubo formado por átomos de carbono, y el diámetro de estos tubos suele medirse en el rango de nanómetros. El grafeno es un alótropo de carbono que se presenta como capas bidimensionales. La diferencia clave entre los nanotubos de carbono y el grafeno es que los nanotubos de carbono exhiben propiedades metálicas o semiconductoras, mientras que el grafeno exhibe una naturaleza semimetálica.

La siguiente infografía resume las diferencias entre los nanotubos de carbono y el grafeno en forma tabular para una comparación directa.

Resumen: nanotubos de carbono frente a grafeno

Los nanotubos de carbono son un tipo de tubo formado por átomos de carbono, y el diámetro de estos tubos suele medirse en el rango de nanómetros. El grafeno es un alótropo de carbono que se presenta como capas bidimensionales. La diferencia clave entre los nanotubos de carbono y el grafeno es que los nanotubos de carbono exhiben propiedades metálicas o semiconductoras, mientras que el grafeno exhibe una naturaleza semimetálica.

Relación:

1. "Nanotubos de carbono". Enciclopedia BritánicaEnciclopedia Britannica, Inc.

Imagen de cortesía:

1. "La química del óxido de grafeno de una sola capa conduce a cambios morfológicos" Por Raywhitby (conferencia) - Yo (Raywhitby (conferencia)) creé este trabajo por mi cuenta, para ser utilizado por Elsevier BV (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia