تفاوت گرافن و گرافن اکساید چیست؟ - ایران گرافن

تفاوت گرافن و گرافن اکساید در این است که گرافن ماده‌ای است که از اتم‌های کربن تشکیل شده است که در یک الگوی شش ضلعی به یکدیگر پیوند دارند، در حالی که اکسید گرافن یک شکل اکسید شده از گرافن است که با گروه‌هایی که اتم‌های اکسیژن دارند پوشیده شده است.

گرافن را می توان به عنوان آلوتروپ کربن توصیف کرد که به شکل صفحات دو بعدی وجود دارد. اکسید گرافن یک صفحه تک مولکولی از اکسید گرافیت است. در این مقاله به مقایسه گرافن با اکسید گرافن خواهیم پرداخت.

گرافن چیست؟

گرافن یک آلوتروپ کربن است که به شکل صفحات دو بعدی وجود دارد که به آن “شبکه شش ضلعی دو بعدی” می گویند. گرافن معمولاً یک مولکول بی نهایت بزرگ است. ما می توانیم از مسیرهای مختلفی برای تولید گرافن استفاده کنیم. برخی از این روش ها عبارتند از روش های مکانیکی، کربن تک لایه، روش های شیمیایی، رسوب بخار شیمیایی، کاهش دی اکسید کربن، روش اسپری مافوق صوت، روش لیزر، کاشت یون، و تولید گرافن سازگار با CMOS.

گرافن دارای مجموعه ای از خواص منحصر به فرد است. نسبت به ضخامتش ساختار محکمی دارد و استحکام آن حتی از فولاد هم قوی تر است. سایر خواص عبارتند از: توانایی هدایت گرما و الکتریسیته به طور موثر، توانایی سوزاندن در دماهای بسیار پایین، شفافیت نزدیک، ساختار پیچیده ساختار گرافن و دیامغناطیس غیرخطی.

علاوه بر این، این ماده دارای نوسانات کوانتومی بزرگی است. اتم‌های کربن در لبه‌های ورقه گرافن واکنش‌پذیری شیمیایی خاصی دارند و نقص‌هایی که در ساختار ورقه آن رخ می‌دهد می‌تواند واکنش‌پذیری شیمیایی را افزایش دهد. علاوه بر این، این ورقه‌های گرافن تمایل دارند روی هم چیده شوند و یک ساختار گرافیت را تشکیل دهند.

هر اتم در ورق گرافن از طریق پیوندهای شیمیایی سیگما به سه همسایه نزدیک خود متصل می شود و همچنین یکی از الکترون های خود را به نوار رسانایی که بین کل ساختار ورق وجود دارد کمک می کند. این نوع نوار رسانایی ساختار گرافن را به یک نیمه فلز با خواص الکترونیکی غیرعادی تبدیل می‌کند که می‌توان آن را با استفاده از تئوری‌های ذرات نسبیتی بدون جرم توصیف کرد.

گرافن کاربردهای مختلفی دارد که شامل استفاده از آن به عنوان یک رسانای شفاف و انعطاف پذیر است که می تواند نقش مهمی در کاربردهای مواد/دستگاه ایفا کند (مانند سلول های خورشیدی، دیودهای ساطع کننده نور، پانل های لمسی، و پنجره های هوشمند یا تلفن).

گرافن اکساید چیست؟

اکسید گرافن یک صفحه تک مولکولی از اکسید گرافیت است. این ماده بسیار مهم است زیرا می توانیم از آن برای تولید صفحات گرافن به روشی موثر و در عین حال ارزان استفاده کنیم. در این مورد، اکسید گرافن یک شکل اکسید شده از گرافن است. دارای یک لایه اتمی منفرد است که با گروه های عاملی حاوی اکسیژن پوشیده شده است.

این ماده به دلیل وجود عملکردهای اکسیژن در آب و سایر حلال ها قابل پخش است. از این رو پردازش این مواد آسان است. علاوه بر این، این ویژگی آن را قادر می سازد تا خواص الکتریکی و مکانیکی سرامیک را هنگامی که مواد سرامیکی را با اکسید گرافن مخلوط می کنیم، افزایش دهد. با این حال، برای هدایت الکتریکی خوب نیست. از این رو، آن را به عنوان یک عایق الکتریکی دسته بندی می کنیم. این عمدتا به دلیل اختلال در شبکه های پیوند sp2 موجود در گرافیت است. اما برخی از فرآیندها وجود دارد که می توانیم از آنها برای افزایش خواص آن استفاده کنیم.

علاوه بر این، چهار روش اصلی وجود دارد که تولید کنندگان برای ساخت این ترکیب استفاده می کنند. آنها به روش استودن مایر، هافمن، برودی و هامرز هستند. این تکنیک ها تفاوت های مختلفی بین خود دارند.

تفاوت گرافن و گرافن اکساید

گرافن را می توان به عنوان آلوتروپ کربن توصیف کرد که به شکل صفحات دو بعدی وجود دارد. اکسید گرافن یک صفحه تک مولکولی از اکسید گرافیت است. تفاوت اصلی گرافن و اکسید گرافن در این است که گرافن ماده‌ای است که از اتم‌های کربن تشکیل شده است که در یک الگوی شش ضلعی به یکدیگر پیوند دارند، در حالی که اکسید گرافن یک شکل اکسید شده از گرافن است که با گروه‌هایی که اتم‌های اکسیژن دارند پوشیده شده است.

اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین گرافن و اکسید گرافن را به صورت جدولی برای مقایسه کنار هم نشان می‌دهد.

منبع:

Nanotoxicity of graphene and graphene oxide