La differenza fondamentale tra grafene e fibra di carbonio è che il grafene ha uno spessore di un singolo strato di atomi di carbonio mentre la fibra di carbonio ha uno spessore di scala micrometrica.
Sia il grafene che la fibra di carbonio sono sostanze contenenti carbonio. Il grafene contiene solo atomi di carbonio mentre la fibra di carbonio contiene principalmente carbonio insieme ad altri elementi come ossigeno e azoto. Un' altra importante differenza tra grafene e fibra di carbonio è nel modo in cui i fogli di carbonio si incastrano in queste sostanze. Tuttavia, entrambi i tipi contengono carbonio disposto nello stesso schema esagonale regolare.
Cos'è il grafene?
Il grafene è un allotropo di carbonio che ha un singolo strato di atomi di carbonio disposti secondo uno schema esagonale regolare. Di conseguenza, è un semimetallo che ha una piccola sovrapposizione tra valenza e bande di conduzione. La struttura del grafene è la struttura di base di molte sostanze contenenti carbonio come grafite, diamante, carbone, nanotubi di carbonio, ecc.
Inoltre, ci sono molte proprietà importanti e non comuni nel grafene. Ad esempio, è il materiale più resistente che abbiamo mai testato. Inoltre, può condurre calore ed elettricità ad alta efficienza. La sostanza è quasi trasparente. A parte questo, mostra diamagnetismo e ha anche proprietà bidimensionali.
Figura 01: Foglio di grafene
Ogni atomo di carbonio nel foglio di grafene ha quattro legami attorno ad esso, come tre legami sigma con altri tre atomi di carbonio sullo stesso piano e un legame pi perpendicolare al piano. La distanza tra i due atomi di carbonio in questa struttura è di circa 1,42 Å. Di conseguenza, gli atomi di carbonio strettamente imballati e l'ibridazione sp2 di ciascun atomo di carbonio conferiscono al grafene la sua elevata stabilità. Pertanto, se esponiamo queste lastre ad altre sostanze contenenti carbonio come gli idrocarburi, possono riparare i danni alle lastre stesse.
Le applicazioni del grafene sono nel campo della medicina (ingegneria dei tessuti, bioimaging, somministrazione di farmaci, test, tossicità), nell'elettronica (produzione di transistor, elettrodi conduttivi trasparenti, optoelettronica, ecc.), nell'elaborazione della luce (ottica modulatori, lenti UV), ecc.
Cos'è la fibra di carbonio?
La fibra di carbonio è una forma di fibra che ha principalmente atomi di carbonio disposti secondo uno schema esagonale. Queste fibre hanno un diametro di circa 5-10 micrometri. Soprattutto, questa sostanza è disponibile sotto forma di un traino continuo avvolto su una bobina. E questo rimorchio contiene un fascio di migliaia di singoli filamenti di carbonio in modo continuo. Inoltre, questo fascio è protetto con un rivestimento organico. Pertanto, possiamo svolgere il traino per l'applicazione prevista.
La struttura atomica di questo materiale è simile a quella del grafene; motivo esagonale. Inoltre, esistono due forme di fibra di carbonio a seconda del precursore che utilizziamo per realizzare questo materiale; turbostratico o grafitico. A volte è un ibrido di entrambe le strutture.
Figura 02: Tessuto realizzato con filamenti di carbonio intrecciati
Le proprietà più importanti di questo materiale includono elevata rigidità, elevata resistenza alla trazione, peso ridotto, elevata resistenza chimica, tolleranza alle alte temperature e bassa dilatazione termica. Grazie a queste proprietà, la fibra di carbonio è popolare nelle applicazioni aerospaziali, militari, ecc.
Qual è la differenza tra grafene e fibra di carbonio?
Il grafene è un allotropo di carbonio che ha un singolo strato di atomi di carbonio disposti secondo uno schema esagonale regolare mentre la fibra di carbonio è una forma di fibra che ha principalmente atomi di carbonio disposti secondo uno schema esagonale. Questi sono materiali composti principalmente da atomi di carbonio. Tuttavia, differiscono tra loro in base allo spessore. Quindi, la differenza chiave tra grafene e fibra di carbonio è quella il grafene ha uno spessore di un singolo strato di atomi di carbonio mentre la fibra di carbonio ha uno spessore di scala micrometrica. Un' altra importante differenza tra grafene e fibra di carbonio è che i fogli di grafene si impacchettano saldamente mentre la fibra di carbonio non ha fogli strettamente imballati.
L'infografica qui sotto sulla differenza tra grafene e fibra di carbonio mostra più differenze tra entrambi.
Riepilogo – Grafene vs fibra di carbonio
Grafene e fibra di carbonio sono importanti materiali contenenti carbonio. Il differenza fondamentale tra grafene e fibra di carbonio è quello il grafene ha uno spessore di un singolo strato di atomi di carbonio mentre la fibra di carbonio ha uno spessore di scala micrometrica.
