ग्रेफाइट बनाम ग्राफीन: अंतर और तुलना

कार्बन परमाणु ग्रेफाइट और ग्राफीन बनाते हैं, जो दोनों कार्बन-आधारित सामग्री हैं। ग्राफीन ग्रेफाइट की सिर्फ एक परमाणु परत है - sp2 से जुड़े कार्बन परमाणुओं की एक हेक्सागोनल या छत्ते की जाली।

ग्रेफाइट एक सामान्य सामग्री है जो ग्राफीन की कई परतों से बनी होती है। ग्राफीन और ग्रेफाइट में कुछ अलग संरचनात्मक गुण और उत्पादन प्रक्रियाएं होती हैं।

चाबी छीन लेना

1. ग्रेफाइट एक क्रिस्टलीय संरचना वाला प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला कार्बन एलोट्रोप है, जिसका उपयोग पेंसिल और स्नेहक जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है।
2. ग्राफीन एक हेक्सागोनल जाली में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक परत है, जो अपनी असाधारण ताकत और चालकता के लिए जाना जाता है।
3. ग्रेफाइट ग्राफीन परतों के साथ एक थोक सामग्री है, जबकि ग्राफीन बेहतर गुणों वाली एक पृथक, एकल परत है।

ग्रेफाइट बनाम ग्राफीन

ग्रेफाइट एक नरम, परतदार पदार्थ है जिसका उपयोग पेंसिल और स्नेहक में किया जाता है, उदाहरण के लिए, कार्बन का एक रूप होने के अलावा। ग्राफीन, जो कि ग्रेफाइट की एकल परत है, गर्मी और बिजली का एक उत्कृष्ट संवाहक है, और इसके गुण इसे तकनीकी अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक सामग्री बनाते हैं।

ग्रेफाइट एक खनिज है जो एकल-तल कार्बन परमाणुओं की कई परतों से बना होता है जो प्राकृतिक रूप से होता है। यह प्राकृतिक रूप से रूपांतरित चट्टानों में पाया जा सकता है।

कायापलट से तलछटी कार्बन यौगिकों में कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप ग्रेफाइट का निर्माण होता है। ताकत की दृष्टि से ग्रेफाइट में मौजूद रासायनिक बंधन हीरे में पाए जाने वाले रासायनिक बंधनों के बराबर होते हैं।

ग्राफीन एक द्वि-आयामी कार्बन पदार्थ है जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मनुष्य को ज्ञात सबसे पतला पदार्थ ग्राफीन है। कार्बन परमाणु ग्राफीन की एक मोनोलेयर में हेक्सागोनल हनीकॉम्ब जाली में सुरक्षित रूप से जुड़े हुए हैं।

छोटे पैमाने पर, ग्राफीन जबरदस्त तन्य शक्ति प्रदर्शित करता है। क्योंकि प्रत्येक कार्बन परमाणु में एक मुक्त पाई-इलेक्ट्रॉन होता है, ग्राफीन में उत्कृष्ट विद्युत चालकता गुण होते हैं।  

तुलना तालिका

तुलना के पैरामीटर	सीसा	ग्राफीन
मोटाई	यह अधिक गाढ़ा होता है क्योंकि इसमें कार्बन की कई परतें होती हैं।	सिंगल-लेयर और इस प्रकार पतला।
रासायनिक संबंध	प्रत्येक परमाणु तीन सहसंयोजक बंधों से बंधा होता है और इसमें एक मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है।	प्रत्येक परमाणु तीन सिग्मा बांड और एक एकल पाई बांड से बंधा होता है जो समतल की ओर उन्मुख होता है।
संरचना	तीन आयामी	दो आयामी
शक्ति	नाज़ुक	अब तक की सबसे मजबूत सामग्री.
उपस्थिति	यह लोहे-काले से स्टील-ग्रे रंग का दिखाई देता है और इसमें चमक होती है।	कुछ हद तक पारदर्शी.

एचएमबी क्या है? सीसा?

ग्रेफाइट एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला तत्व है जो तब बनता है जब चूना पत्थर जमा में कार्बनिक पदार्थ कायापलट से गुजरता है।

प्राकृतिक ग्रेफाइट एक खनिज है जो रूपांतरित और आग्नेय चट्टानों में पाया जा सकता है और इसका उपयोग अन्य चीजों के अलावा, रिफ्रैक्टरीज, बैटरी, स्टीलमेकिंग, विस्तारित ग्रेफाइट, ब्रेक लाइनिंग, फाउंड्री फेसिंग और स्नेहक में किया जाता है।

एडवर्ड जी एचेसन ने उच्च तापमान कार्बोरंडम अध्ययन करते समय गलती से ग्रेफाइट का उत्पादन किया। उन्होंने पाया कि कार्बोरंडम में सिलिकॉन लगभग 4,150°C (7,500°F) पर वाष्पित हो जाता है, जिससे कार्बन ग्रेफाइटिक रूप में रह जाता है।

पेंसिल के कोर ग्रेफाइट से बने होते हैं, जो एक काला, मुलायम पदार्थ होता है जिसकी परतें एक-दूसरे पर फिसल सकती हैं।

पेंसिल का ढक्कन बनाने के लिए ग्रेफाइट को मिट्टी और पानी के साथ मिलाया जाता है। जैसे-जैसे वे अधिक मिट्टी डालते हैं, पेंसिल निब उतनी ही सख्त हो जाती है।

पाउडर ग्रेफाइट का उपयोग इसकी कोमलता के कारण तेजी से चलने वाले उपकरण भागों को चिकनाई देने के लिए किया जाता है। ग्रेफाइट की स्तरित संरचना क्षैतिज शीट में व्यवस्थित छह कार्बन परमाणुओं के छल्लों से बनी होती है जो व्यापक रूप से अलग होती हैं।

परिणामस्वरूप, ग्रेफाइट हेक्सागोनल प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होता है, हीरे के विपरीत, जो अष्टफलकीय या अष्टकोणीय प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होता है। चतुष्फलकीय सिस्टम.

ग्रेफाइट का रंग गहरा भूरा से काला होता है, यह अपारदर्शी होता है और अत्यधिक मुलायम होता है। ग्रेफाइट शब्द ग्रीक क्रिया ग्राफीन से आया है, जिसका अर्थ है "लिखना" क्योंकि इसमें एक चिकना बनावट है और एक काली छाप पैदा करता है।

ग्रेफीन क्या है?

हेक्सागोनल जाली में sp2 बंधित कार्बन परमाणुओं की एक परत को सिंगल-लेयर ग्राफीन कहा जाता है। ग्राफीन कागज से लाखों गुना पतला है, और यह इतना पतला है कि यह केवल द्वि-आयामी है।

ग्राफीन महत्वपूर्ण विद्युत विशेषताओं के अलावा, बहुत लचीला और पारदर्शी है। परिणामस्वरूप, यह पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक अच्छा उम्मीदवार है।

ग्राफीन स्मार्टफोन और टैबलेट को अधिक मजबूत बना सकता है और यहां तक ​​कि उन्हें कागज की तरह मोड़ने में भी सक्षम बना सकता है। ग्राफीन शीट में, प्रत्येक कार्बन परमाणु समान कोणों पर तीन अन्य परमाणुओं से मजबूती से जुड़ा होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक सपाट, छत्ते जैसी संरचना बनती है।

ये मजबूत कनेक्शन संरचना को जबरदस्त लचीलापन देते हैं, जैसे हीरा, जो एक त्रि-आयामी कार्बन क्रिस्टल है जिसमें प्रत्येक परमाणु चार पड़ोसियों से जुड़ा होता है।

ग्राफीन का हेक्सागोनल आकार फुलरीन के लिए आधार के रूप में कार्य करता है, जो 60 या अधिक कार्बन अणुओं से बनी खोखली आणविक संरचनाएं हैं, जो "बकीबॉल" के रूप में जाने जाने वाले प्यारे कार्बन क्षेत्रों के समान हैं।

इन संरचनाओं का नैनोस्केल जाल इतना लचीला है कि इन्हें खोखले सिलेंडरों में मोड़ा जा सकता है, जिससे वे उपयुक्त आणविक कंटेनर बन सकते हैं।

ग्राफीन की एक शीट में प्रत्येक परमाणु अणु को एक मुक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है, क्योंकि तत्व कार्बन में बंधन के लिए चार सुलभ इलेक्ट्रॉन होते हैं।

सामग्री का निष्क्रिय नकारात्मक चार्ज इसकी असाधारण प्रवाहकीय और अतिचालक क्षमताओं में योगदान देता है, जो इसे परिष्कृत इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आदर्श बनाता है।

ग्रेफाइट और ग्राफीन के बीच मुख्य अंतर

1. ग्रेफाइट शीट की मोटाई ग्राफीन से अधिक होती है, जो समतल कार्बन परमाणुओं की छत्ते जैसी परतों से बनी होती है। ग्राफीन एक परत है जो तब बनती है जब एक ग्रेफाइट शीट को केवल एक कार्बन परमाणु मोटाई के साथ एक परत में तोड़ दिया जाता है।
2. ग्रेफाइट में प्रत्येक कार्बन परमाणु के चारों ओर तीन सहसंयोजक बंधन और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है, जबकि ग्राफीन में चार लिंक होते हैं, जिसमें प्रत्येक कार्बन परमाणु के चारों ओर तीन सिग्मा बंधन और एक होता है। पी बंधन विमान से दूर उन्मुख.
3. ग्रेफाइट में एक त्रि-आयामी सूक्ष्म संरचना होती है जो पन्नों की तरह ढेर हुए ग्रेफाइट अणुओं की परतों से बनी होती है। ग्राफीन एक द्वि-आयामी पदार्थ है जो एक नैनोमीटर से कम मोटाई वाले ग्रेफाइट अणुओं की एक शीट से बना होता है।
4. ग्रेफाइट भंगुर होता है जबकि ग्रेफीन अब तक अध्ययन किया गया सबसे टिकाऊ पदार्थ है।
5. ग्रेफाइट में धात्विक चमक होती है और इसका रंग लौह-काला से स्टील-ग्रे होता है, जबकि ग्राफीन काफी पारदर्शी होता है।

संदर्भ

1. https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.74.075404
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.200702051

अंतिम अद्यतन: 08 जुलाई, 2023