Атоми угљеника чине графит и графен, који су обоје материјали на бази угљеника. Графен је само један атомски слој графита - хексагонална или саћаста решетка од сп2 повезаних атома угљеника.
Графит је уобичајен материјал који се састоји од више слојева графена. Графен и графит имају нешто различите структурне особине и производне процесе.
Кључне Такеаваис
- Графит је природни угљенични алотроп са кристалном структуром, који се користи у различитим применама као што су оловке и мазива.
- Графен је један слој атома угљеника распоређених у хексагоналну решетку, познат по својој изузетној снази и проводљивости.
- Графит је расути материјал са слојевима графена, док је графен изолован, једнослојни слој са супериорним својствима.
Графит против графена
Графит је мекан, љускави материјал који се користи у оловкама и мазивима, на пример, поред тога што је облик угљеника. Графен, односно једнослојни графит, одличан је проводник топлоте и струје, а његова својства га чине перспективним материјалом за технолошке примене.
Графит је минерал састављен од многих слојева атома угљеника у једној равни који се јавља у природи. Природно се може наћи у метаморфним стенама.
Метаморфизам доводи до смањења седиментних угљеникових једињења, што резултира формирањем графита. Хемијске везе у графиту су по јачини упоредиве са онима које се налазе у дијамантима.
Графен је дводимензионална угљенична супстанца која се широко користи. Најтањи материјал познат човеку је графен. Атоми угљеника су безбедно повезани у хексагоналну решетку саћа у монослоју графена.
На малој скали, графен показује огромну затезну чврстоћу. Пошто сваки атом угљеника има слободан пи-електрон, графен има изванредне квалитете електричне проводљивости.
Упоредна табела
| Параметри поређења | графит | Графен |
|---|---|---|
| Дебљина | Дебљи је јер се састоји од неколико слојева угљеника. | Једнослојни и самим тим тањи. |
| Хемијско везивање | Сваки атом је везан са три ковалентне везе и има слободан електрон. | Сваки атом је везан са три сигма везе и једном пи везом која је оријентисана према равни. |
| структура | Тродимензионално | Дводимензионално |
| снага | Крт | Најјачи материјал икада. |
| Изглед | Изгледа као гвожђе-црне до челично-сиве боје и има сјај. | Помало транспарентно. |
Шта је графит?
Графит је природни елемент који се формира када се органска материја у наслагама кречњака подвргне метаморфизму.
Природни графит је минерал који се може наћи у метаморфним и магматским стенама и користи се у ватросталним материјалима, батеријама, производњи челика, експандираном графу, кочионим облогама, ливничким облогама и мазивима, између осталог.
Едвард Г. Ачесон је случајно произвео графит док је спроводио студије карборунда на високим температурама. Открио је да силицијум у карборундуму испарава на отприлике 4,150°Ц (7,500°Ф), остављајући угљеник у графитном облику.
Језгра оловака су направљена од графита, црног, меког материјала са слојевима који могу да клизе један преко другог.
Графит се меша са глином и водом да би се направио поклопац за оловку. Што перо оловке постаје тврђе док додају више глине.
Графит у праху се користи за подмазивање делова опреме који се брзо крећу због своје мекоће. Слојевита структура графита састоји се од прстенова од шест атома угљеника организованих у хоризонталним листовима који су широко раздвојени.
Као резултат тога, графит кристалише у хексагоналном систему, за разлику од дијаманта, који кристалише у октаедарском или тетраедарска системи.
Графит је тамносиве до црне боје, непрозиран је и изузетно је мекан. Реч графит потиче од грчког глагола грапхене, што значи „писати“, јер има масну текстуру и даје црни отисак.
Шта је Графен?
Један слој сп2 везаних атома угљеника у хексагоналној решетки се назива једнослојни графен. Графен је милион пута тањи од папира, а толико је танак да је само дводимензионалан.
Графен је веома флексибилан и транспарентан, поред тога што има значајне електричне карактеристике. Као резултат тога, то је добар кандидат за преносиву електронику.
Графен би могао учинити паметне телефоне и таблете далеко робуснијим, па чак и омогућити да се савијају као папир. У графенском листу, сваки атом угљеника је чврсто везан за три друга атома под сличним угловима, што резултира равном структуром налик саћу.
Ове јаке везе дају структури огромну отпорност, слично као брилијант, који је тродимензионални кристал угљеника у коме је сваки атом везан за четири суседа.
Хексагонални облик графена служи као основа за фулерене, који су шупље молекуларне структуре састављене од 60 или више молекула угљеника, сличне лепим угљеничним сферама познатим као "бакибаллс".
Мрежа наноразмера ових структура је толико флексибилна да се могу савијати у шупље цилиндре, што их чини погодним молекуларним контејнерима.
Сваки атом у листу графена обезбеђује један слободан електрон молекулу, јер елемент угљеник има четири доступна електрона за повезивање.
Негативно наелектрисање материјала у стању мировања доприноси његовим изванредним проводним и суперпроводним способностима, што га чини идеалним за софистицирану електронику.
Главне разлике између графита и графена
- Графитни лист има већу дебљину од графена, који се састоји од слојева равних атома угљеника у облику саћа. Графен је појединачни слој који се формира када се графитна плоча разбије у један слој са само једним атомом угљеника.
- Графит садржи три ковалентне везе око сваког атома угљеника и један слободан електрон, док графен има четири везе, укључујући три сигма везе око сваког атома угљеника и једну пи веза оријентисан ван авиона.
- Графит има тродимензионалну микроскопску структуру која се састоји од слојева молекула графита нагомиланих попут страница. Графен је дводимензионална супстанца састављена од једног листа молекула графита дебљине мање од једног нанометра.
- Графит је крхак, док је графен најтрајнија супстанца икада проучавана.
- Графит има метални сјај и боје је од гвожђе црне до челичносиве, док је графен прилично провидан.
Препорука
- https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.74.075404
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.200702051
Последње ажурирање: 08. јул 2023
Уложио сам толико труда да напишем овај пост на блогу да бих вам пружио вредност. Биће ми од велике помоћи ако размислите о томе да га поделите на друштвеним мрежама или са својим пријатељима/породицом. ДЕЉЕЊЕ ЈЕ ♥
Пијуш Јадав је последњих 25 година провео радећи као физичар у локалној заједници. Он је физичар који страствено жели да науку учини доступнијом нашим читаоцима. Дипломирао је природне науке и постдипломске студије заштите животне средине. Више о њему можете прочитати на његовом био паге.
