La differenza fondamentale tra nanotubi di carbonio e grafene è che i nanotubi di carbonio mostrano proprietà metalliche o semiconduttive, mentre il grafene mostra una natura semimetallica.
I nanotubi di carbonio sono un tipo di tubi costituiti da atomi di carbonio e il diametro di questi tubi viene generalmente misurato con una scala nanometrica. Il grafene è un allotropo del carbonio che si presenta come fogli bidimensionali.
Cosa sono i nanotubi di carbonio?
I nanotubi di carbonio sono un tipo di tubi costituiti da atomi di carbonio e il diametro di questi tubi viene generalmente misurato con una scala nanometrica. Un nanotubo di carbonio si riferisce spesso a nanotubi di carbonio a parete singola, che sono un tipo di allotropo di carbonio con proprietà intermedie al fullerene e al grafene piatto.
Proprietà e usi dei nanotubi di carbonio
Ci sono diverse proprietà uniche dei nanotubi di carbonio, tra cui il bandgap che varia da zero a 2 eV, comportamento metallico della conduttività elettrica, elevata resistenza alla trazione, natura metallica o semiconduttrice lungo l'asse tubolare, assorbimento utile, fotoluminescenza e Proprietà spettroscopiche Raman, ottima conduttanza termica, presenza di difetti cristallografici, ecc.
Quando si considerano le applicazioni di questo materiale, è utile in forma sfusa come fibre composite nei polimeri per migliorare le proprietà meccaniche, termiche ed elettriche, la produzione di "nastro Gecko", punte per sonde per microscopi a forza atomica, fungono da impalcature per la crescita del legame durante l'ingegneria dei tessuti, ecc.
Cos'è il grafene?
Il grafene è un allotropo di carbonio che si presenta come fogli bidimensionali, che possono essere chiamati "reticolo esagonale bidimensionale". Inoltre, è una molecola aromatica infinitamente grande. Esistono diversi percorsi di produzione del grafene, che includono metodi meccanici, scissione del carbonio monostrato, metodi chimici, deposizione chimica da vapore, riduzione dell'anidride carbonica, metodo di spruzzatura supersonica, metodo laser, impianto di ioni e produzione di grafene compatibile con CMOS.
Proprietà e usi del grafene
Questo materiale ha un insieme unico di proprietà che includono la robusta struttura del grafene rispetto al suo spessore che è più resistente anche dell'acciaio, capacità di condurre calore ed elettricità in modo efficiente, capacità di bruciare a temperature molto basse, quasi trasparenza, la struttura complicata della struttura del grafene e il diamagnetismo non lineare. Inoltre, il grafene ha grandi oscillazioni quantistiche. Gli atomi di carbonio ai bordi del foglio di grafene hanno una reattività chimica specifica e i difetti che si verificano all'interno della sua struttura del foglio possono aumentare la reattività chimica. Inoltre, questi fogli di grafene tendono a impilarsi, formando una struttura di grafite.
Ogni atomo nel foglio di grafene si connette con i suoi tre vicini più vicini attraverso legami chimici sigma e contribuisce anche con uno dei suoi elettroni alla banda di conduzione che esiste tra l'intera struttura del foglio. Questo tipo di bande di conduzione rende la struttura del grafene un semimetallo con proprietà elettroniche insolite che possono essere descritte utilizzando teorie per particelle relativistiche prive di massa.
Figura 01: Un ossido di grafene a strato singolo sottoposto a trattamento chimico ad alta temperatura
Ci sono diverse applicazioni del grafene, che includono l'utilizzo come conduttore trasparente e flessibile che può svolgere un ruolo importante nelle applicazioni di materiali/dispositivi (ad es. celle solari, diodi a emissione di luce, touch panel e finestre intelligenti o telefoni.
Qual è la differenza tra nanotubi di carbonio e grafene?
I nanotubi di carbonio sono un tipo di tubi costituiti da atomi di carbonio e il diametro di questi tubi viene generalmente misurato con una scala nanometrica. Il grafene è un allotropo del carbonio che si presenta come fogli bidimensionali. Il differenza fondamentale tra nanotubi di carbonio e grafene è quello i nanotubi di carbonio mostrano proprietà metalliche o semiconduttive, mentre il grafene mostra una natura semimetallica.
La seguente infografica riassume le differenze tra nanotubi di carbonio e grafene in forma tabellare per un confronto affiancato.
Riepilogo – Nanotubi di carbonio vs grafene
I nanotubi di carbonio sono un tipo di tubi costituiti da atomi di carbonio e il diametro di questi tubi viene generalmente misurato con una scala nanometrica. Il grafene è un allotropo del carbonio che si presenta come fogli bidimensionali. Il differenza fondamentale tra nanotubi di carbonio e grafene è quello i nanotubi di carbonio mostrano proprietà metalliche o semiconduttive mentre il grafene mostra una natura semimetallica.
