გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ გრაფენს აქვს ერთი ნახშირბადის ატომის ფენის სისქე, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკოს აქვს მიკრომეტრიანი მასშტაბის სისქე.
როგორც გრაფინი, ასევე ნახშირბადის ბოჭკოვანი ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებებია. გრაფენი შეიცავს მხოლოდ ნახშირბადის ატომებს, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკოვანი ძირითადად შეიცავს ნახშირბადს ზოგიერთ სხვა ელემენტთან ერთად, როგორიცაა ჟანგბადი და აზოტი. კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის არის ნახშირბადის ფურცლების შეერთება ამ ნივთიერებებში. თუმცა, ორივე ტიპი შეიცავს ნახშირბადს, რომელიც განლაგებულია იმავე რეგულარულ ექვსკუთხა ნიმუშით.
რა არის გრაფენი?
გრაფენი არის ნახშირბადის ალოტროპი, რომელსაც აქვს ნახშირბადის ატომების ერთი ფენა, რომლებიც განლაგებულია რეგულარული ექვსკუთხა ნიმუშით. შესაბამისად, ეს არის ნახევრადმეტალი, რომელსაც აქვს მცირე გადახურვა ვალენტურობისა და გამტარობის ზოლებს შორის. გრაფენის სტრუქტურა არის მრავალი ნახშირბადის შემცველი ნივთიერების ძირითადი სტრუქტურა, როგორიცაა გრაფიტი, ბრილიანტი, ნახშირი, ნახშირბადის ნანომილები და ა.შ.
უფრო მეტიც, გრაფენში ბევრი მნიშვნელოვანი და იშვიათი თვისებაა. მაგალითად, ეს არის ყველაზე ძლიერი მასალა, რომელიც ჩვენ ოდესმე გამოვცადეთ. გარდა ამისა, მას შეუძლია სითბოს და ელექტროენერგიის გატარება მაღალი ეფექტურობით. ნივთიერება თითქმის გამჭვირვალეა. გარდა ამისა, ის აჩვენებს დიამაგნიზმს და ასევე აქვს ორგანზომილებიანი თვისებები.
სურათი 01: გრაფენის ფურცელი
თითოეულ ნახშირბადის ატომს გრაფენის ფურცელში აქვს ოთხი ბმა მის ირგვლივ, როგორიცაა სამი სიგმა ბმა სამი სხვა ნახშირბადის ატომთან იმავე სიბრტყეში და პი ბმა სიბრტყეზე პერპენდიკულარული.მანძილი ნახშირბადის ორ ატომს შორის ამ სტრუქტურაში არის დაახლოებით 1,42 Å. შედეგად, მჭიდროდ შეფუთული ნახშირბადის ატომები და თითოეული ნახშირბადის ატომის sp2 ჰიბრიდიზაცია აძლევს გრაფენს მაღალ სტაბილურობას. ამგვარად, თუ ამ ფურცლებს გავუშვებთ ნახშირბადის შემცველ სხვა ნივთიერებებს, როგორიცაა ნახშირწყალბადები, მათ შეუძლიათ თავად შეასწორონ ფურცლებზე არსებული დაზიანებები.
გრაფენის გამოყენება არის მედიცინის სფეროში (ქსოვილის ინჟინერია, ბიოგამოსახულება, წამლების მიწოდება, ტესტირება, ტოქსიკურობა), ელექტრონიკაში (ტრანზისტორების წარმოება, გამჭვირვალე გამტარ ელექტროდები, ოპტოელექტრონიკა და ა.შ.), სინათლის დამუშავებაში (ოპტიკური მოდულატორები, UV ლინზა) და ა.შ.
რა არის ნახშირბადის ბოჭკოვანი?
ნახშირბადის ბოჭკოვანი არის ბოჭკოს ფორმა, რომელსაც ძირითადად აქვს ნახშირბადის ატომები, რომლებიც განლაგებულია ექვსკუთხა ნიმუშით. ამ ბოჭკოებს აქვთ დაახლოებით 5-10 მიკრომეტრი დიამეტრი. უპირველეს ყოვლისა, ეს ნივთიერება ხელმისაწვდომია რგოლზე უწყვეტი ბუქსირების სახით. და, ეს ბუქსი შეიცავს ათასობით ინდივიდუალური ნახშირბადის ძაფებს უწყვეტ რეჟიმში.უფრო მეტიც, ეს შეკვრა დაცულია ორგანული საფარით. მაშასადამე, ჩვენ შეგვიძლია განვტვირთოთ ბუქსი დანიშნულებისამებრ.
ამ მასალის ატომური სტრუქტურა გრაფენის მსგავსია; ექვსკუთხა ნიმუში. უფრო მეტიც, არსებობს ნახშირბადის ბოჭკოს ორი ფორმა წინამორბედის მიხედვით, რომელსაც ვიყენებთ ამ მასალის დასამზადებლად; ტურბოსტრატული ან გრაფიკული. ზოგჯერ ის ორივე სტრუქტურის ჰიბრიდია.
სურათი 02: ნაქსოვი ნახშირბადის ძაფებისგან დამზადებული ქსოვილი
ამ მასალის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებებია მაღალი სიხისტე, მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცე, დაბალი წონა, მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობა, მაღალი ტემპერატურის ტოლერანტობა და დაბალი თერმული გაფართოება. ამ თვისებების გამო, ნახშირბადის ბოჭკოვანი პოპულარულია საჰაერო კოსმოსურ პროგრამებში, სამხედრო და ა.შ.
რა განსხვავებაა გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოებს შორის?
გრაფენი არის ნახშირბადის ალოტროპი, რომელსაც აქვს ნახშირბადის ატომების ერთი ფენა განლაგებული რეგულარული ექვსკუთხა ნიმუშით, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკოვანი არის ბოჭკოს ფორმა, რომელსაც ძირითადად ნახშირბადის ატომები აქვს განლაგებული ექვსკუთხა შაბლონში. ეს არის მასალები, რომლებიც ძირითადად შედგება ნახშირბადის ატომებისგან. თუმცა ერთმანეთისგან სისქის მიხედვით განსხვავდებიან. ამრიგად, გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ გრაფენს აქვს ერთი ნახშირბადის ატომის ფენის სისქე, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკოს აქვს მიკრომეტრიანი მასშტაბის სისქე. კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის არის ის, რომ გრაფენის ფურცლები მჭიდროდ არის შეფუთული, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკოს არ აქვს მჭიდროდ შეფუთული ფურცლები.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის განსხვავების შესახებ აჩვენებს მეტ განსხვავებას ორივეს შორის.
რეზიუმე – გრაფენი ნახშირბადის ბოჭკოების წინააღმდეგ
გრაფენი და ნახშირბადის ბოჭკოვანი მნიშვნელოვანი ნახშირბადის შემცველი მასალებია. გრაფენსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ გრაფენს აქვს ერთი ნახშირბადის ატომის ფენის სისქე, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკოს აქვს მიკრომეტრიანი მასშტაბის სისქე.
