Diferença entre grafeno e fibra de carbono

o diferença chave entre grafeno e fibra de carbono é que o grafeno tem uma espessura de camada de átomo de carbono único, enquanto a fibra de carbono tem uma espessura de escala de micrômetros.

Tanto o grafeno quanto a fibra de carbono são substâncias que contêm carbono. O grafeno contém apenas átomos de carbono, enquanto a fibra de carbono contém principalmente carbono, juntamente com alguns outros elementos, como oxigênio e nitrogênio. Outra diferença importante entre o grafeno e a fibra de carbono está na maneira como as folhas de carbono se entrelaçam nessas substâncias. No entanto, ambos os tipos contêm carbono disposto no mesmo padrão hexagonal regular.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é grafeno
3. O que é fibra de carbono
4. Comparação lado a lado - grafeno versus fibra de carbono em forma de tabela
5. Resumo

O que é grafeno?

O grafeno é um alótropo de carbono que possui uma única camada de átomos de carbono dispostos em um padrão hexagonal regular. Consequentemente, é um semimetal que apresenta pequena sobreposição entre as bandas de valência e condução. A estrutura do grafeno é a estrutura básica de muitas substâncias que contêm carbono, como grafite, diamante, carvão, nanotubos de carbono, etc..

Além disso, existem muitas propriedades importantes e incomuns no grafeno. Por exemplo, é o material mais forte que já testamos. Além disso, ele pode conduzir calor e eletricidade em alta eficiência. A substância é quase transparente. Além disso, mostra diamagnetismo e também possui propriedades bidimensionais.

Figura 01: Folha de grafeno

Cada átomo de carbono na folha de grafeno possui quatro ligações ao redor, como três ligações sigma com outros três átomos de carbono no mesmo plano e uma ligação pi perpendicular ao plano. A distância entre os dois átomos de carbono nessa estrutura é de cerca de 1,42 Å. Como resultado, os átomos de carbono fortemente compactados e a hibridação sp2 de cada átomo de carbono conferem ao grafeno sua alta estabilidade. Assim, se expormos essas folhas a outras substâncias que contêm carbono, como o hidrocarboneto, elas poderão reparar os danos nas próprias folhas..

As aplicações do grafeno são no campo da medicina (engenharia de tecidos, bioimagem, administração de medicamentos, testes, toxicidade), na eletrônica (produção de transistores, eletrodos condutores transparentes, optoeletrônica etc.), no processamento de luz (moduladores ópticos, lentes UV) etc.

O que é fibra de carbono?

A fibra de carbono é uma forma de fibra que possui principalmente átomos de carbono dispostos em um padrão hexagonal. Essas fibras têm cerca de 5 a 10 micrômetros de diâmetro. Acima de tudo, esta substância está disponível na forma de um rebocador contínuo em um carretel. E esse reboque contém milhares de filamentos individuais de carbono de maneira contínua. Além disso, este pacote é protegido com um revestimento orgânico. Portanto, podemos desenrolar o reboque para a aplicação pretendida.

A estrutura atômica deste material é semelhante à do grafeno; padrão hexagonal. Além disso, existem duas formas de fibra de carbono de acordo com o precursor que usamos para fazer esse material; turbostrático ou grafítico. Às vezes, é um híbrido de ambas as estruturas.

Figura 02: Tecido fabricado com filamentos de carbono tecido

As propriedades mais importantes deste material incluem alta rigidez, alta resistência à tração, baixo peso, alta resistência química, tolerância a altas temperaturas e baixa expansão térmica. Devido a essas propriedades, a fibra de carbono é popular em aplicações aeroespaciais, militares, etc..

Qual é a diferença entre grafeno e fibra de carbono?

O grafeno é um alótropo de carbono que possui uma única camada de átomos de carbono dispostos em um padrão hexagonal regular, enquanto a fibra de carbono é uma forma de fibra que possui principalmente átomos de carbono dispostos em um padrão hexagonal. Estes são materiais compostos principalmente de átomos de carbono. No entanto, eles diferem um do outro de acordo com a espessura. Portanto, a principal diferença entre o grafeno e a fibra de carbono é que o grafeno tem uma espessura de camada de átomo de carbono único, enquanto a fibra de carbono tem uma espessura de escala de micrômetros. Outra diferença importante entre o grafeno e a fibra de carbono é que as folhas de grafeno são compactadas firmemente, enquanto as fibras de carbono não possuem folhas compactadas.

O infográfico abaixo sobre a diferença entre grafeno e fibra de carbono mostra mais diferenças entre os dois.

Resumo - Grafeno vs Fibra de Carbono

Grafeno e fibra de carbono são materiais importantes que contêm carbono. A principal diferença entre o grafeno e a fibra de carbono é que o grafeno tem uma espessura de camada de átomo de carbono único, enquanto a fibra de carbono tem uma espessura de escala de micrômetros.

Referência:

1. "Aplicações potenciais de grafeno". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 de outubro de 2018. Disponível aqui  
2. "Fibras de carbono". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29 de outubro de 2018. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1. ”Graphene-3D-balls” Por Jynto () - Trabalho próprio (CC0) via Commons Wikimedia  
2. ”Kohlenstofffasermatte” Por Hadhuey na Wikipedia alemã - Obra própria, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia