ההבדל העיקרי בין ננו-צינורות פחמן לגרפן הוא שננו-צינוריות פחמן מציגות תכונות מתכתיות או מוליכות למחצה, בעוד שגרפן מראה אופי מתכתי למחצה.
ננו-צינורות פחמן הם סוג של צינורות המורכבים מאטומי פחמן, והקוטר של הצינורות הללו נמדד בדרך כלל בסולם ננומטרי. גרפן הוא אלוטרופ של פחמן המופיע כיריעות דו-ממדיות.
מהן ננו-צינוריות פחמן?
ננו-צינורות פחמן הם סוג של צינורות המורכבים מאטומי פחמן, והקוטר של הצינורות הללו נמדד בדרך כלל בסולם ננומטרי.ננו-צינור פחמן מתייחס לרוב לננו-צינוריות פחמן חד-דופן, שהן סוג של אלוטרופי של פחמן בעל תכונות ביניים לפולרן ולגרפן שטוח.
מאפיינים ושימושים של ננו-פחמן
ישנן תכונות ייחודיות שונות של ננו-צינורות פחמן, כולל פער הפס המשתנה מאפס ל-2 eV, התנהגות מתכתית של מוליכות חשמלית, חוזק מתיחה גבוה, אופי מתכתי או מוליכים למחצה לאורך ציר הצינורות, בליעה שימושית, פוטו-אור, ו תכונות ספקטרוסקופיות של ראמאן, מוליכות תרמית טובה מאוד, התרחשות של פגמים קריסטלוגרפיים וכו'.
כאשר בוחנים את היישומים של חומר זה, הוא שימושי בכמויות גדולות כסיבים מרוכבים בפולימרים כדי לשפר את התכונות המכניות, התרמיות והחשמליות, ייצור של "סרט שממית", טיפים לבדיקת מיקרוסקופ כוח אטומי, לפעול כמו פיגומים לצמיחת קשר במהלך הנדסת רקמות וכו'.
מה זה גרפן?
גרפן הוא אלוטרופ של פחמן המופיע כיריעות דו-ממדיות, שניתן לכנותן כ"סריג משושה דו-ממדי". יתר על כן, זוהי מולקולה ארומטית גדולה לאין שיעור. ישנם מסלולים שונים לייצור גרפן, הכוללים שיטות מכניות, פיצול פחמן חד-שכבתי, שיטות כימיות, שקיעת אדים כימית, הפחתת פחמן דו חמצני, שיטת ריסוס על-קולי, שיטת לייזר, השתלת יונים, וייצור גרפן תואם CMOS.
מאפיינים ושימושים של גרפן
לחומר זה יש סט ייחודי של מאפיינים הכוללים את המבנה החזק של הגרפן בהשוואה לעוביו החזק אפילו מפלדה, יכולת הולכת חום וחשמל ביעילות, יכולת צריבה בטמפרטורות נמוכות מאוד, שקיפות קרובה., המבנה המסובך של מבנה הגרפן ודיאמגנטיות לא ליניארית. יתר על כן, לגרפן יש תנודות קוונטיות גדולות. לאטומי הפחמן בקצוות של יריעת הגרפן יש תגובתיות כימית ספציפית, והפגמים המתרחשים בתוך מבנה הסדין שלו יכולים לשפר את התגובתיות הכימית.בנוסף, גיליונות הגרפן הללו נוטים להיערם, ויוצרים מבנה גרפיט.
כל אטום בגיליון הגרפן מתחבר לשלושת שכנותיו הקרובות ביותר דרך קשרים כימיים של סיגמא וגם תורם לאחד האלקטרונים שלו לרצועת ההולכה הקיימת בין כל מבנה הסדין. סוג זה של פסי הולכה הופך את מבנה הגרפן לחצי מתכת בעל תכונות אלקטרוניות יוצאות דופן שניתן לתאר באמצעות תיאוריות עבור חלקיקים רלטיביסטיים חסרי מסה.
איור 01: תחמוצת גרפן חד-שכבתית שעוברת טיפול כימי בטמפרטורה גבוהה
ישנם יישומים שונים של גרפן, הכוללים שימוש בו כמוליך שקוף וגמיש שיכול למלא תפקיד חשוב ביישומי חומרים/מכשירים, (למשל תאים סולאריים, דיודות פולטות אור, לוחות מגע וחלונות חכמים או טלפונים.
מה ההבדל בין ננו-צינוריות פחמן לגרפן?
ננו-צינורות פחמן הם סוג של צינורות המורכבים מאטומי פחמן, והקוטר של הצינורות הללו נמדד בדרך כלל בסולם ננומטרי. גרפן הוא אלוטרופ של פחמן המופיע כיריעות דו מימדיות. ההבדל העיקרי בין ננו-צינורות פחמן לגרפן הוא שננו-צינוריות פחמן מציגות תכונות מתכתיות או מוליכות למחצה, בעוד שגרפן מראה אופי מתכתי למחצה.
האינפוגרפיקה הבאה מסכמת את ההבדלים בין ננו-צינורות פחמן לגרפן בצורת טבלה להשוואה זו לצד זו.
סיכום – ננו-צינוריות פחמן מול גרפן
ננו-צינורות פחמן הם סוג של צינורות המורכבים מאטומי פחמן, והקוטר של הצינורות הללו נמדד בדרך כלל בסולם ננומטרי. גרפן הוא אלוטרופ של פחמן המופיע כיריעות דו מימדיות. ההבדל העיקרי בין ננו-צינוריות פחמן לגרפן הוא שננו-צינוריות פחמן מציגות תכונות מתכתיות או מוליכות למחצה ואילו גרפן מראה אופי מתכתי למחצה.
