石墨烯(graphene)和碳纤维(carbon fiber)的区别

石墨烯和碳纤维的主要区别在于石墨烯的厚度只有单个碳原子层，而碳纤维的厚度只有微米级。

石墨烯和碳纤维都是含碳物质。石墨烯只含有碳原子，而碳纤维主要含有碳以及一些其他元素，如氧和氮。石墨烯和碳纤维之间的另一个重要区别是碳片在这些物质中相互交错的方式。然而，这两种类型的碳都以相同的规则六边形排列。

什么是石墨烯(graphene)？

石墨烯是碳的同素异形体，只有一层碳原子以规则的六边形排列。因此，它是一种在价带和导带之间有小重叠的半金属。石墨烯的结构是许多含碳物质的基本结构，如石墨、金刚石、木炭、碳纳米管等。

此外，石墨烯还具有许多重要和不寻常的性质。例如，它是我们测试过的最强的材料。此外，它还可以高效地导热和导电。这种物质几乎是透明的。除此之外，它还具有抗磁性，并且具有二维性质。

图01：石墨烯片

石墨烯片中的每个碳原子周围都有四个键，例如同一平面上与其他三个碳原子的三西格玛键和垂直于平面的π键。在这个结构中，两个碳原子之间的距离约为1.42埃。因此，紧密堆积的碳原子和每个碳原子的sp2杂化使石墨烯具有高稳定性。因此，如果我们将这些片材暴露在其他含碳物质（如碳氢化合物）下，它们就能修复片材本身的损伤。

石墨烯的应用领域包括医学（组织工程、生物成像、药物输送、测试、毒性）、电子学（晶体管、透明导电电极、光电子学等）、光处理（光调制器、紫外透镜）等。

什么是碳纤维(carbon fiber)？

碳纤维是一种纤维形式，其主要碳原子排列成六边形。这些纤维的直径约为5-10微米。最重要的是，这种物质是以缠绕在卷筒上的连续拖带的形式提供的。而且，这种丝束包含了数千根连续的单根碳纤维。此外，该束被有机涂层保护。因此，我们可以为预期用途解开拖带。

这种材料的原子结构与石墨烯相似；呈六边形。此外，根据我们用来**这种材料的前体，有两种形式的碳纤维：涡轮层状的或石墨的。有时，它是两种结构的混合体。

图02：由碳纤维编织而成的织物

这种材料最重要的性能包括高刚度、高拉伸强度、低重量、高耐化学性、耐高温性和低热膨胀性。由于这些特性，碳纤维在航空航天、军事等领域得到了广泛的应用。

石墨烯(graphene)和碳纤维(carbon fiber)的区别

石墨烯是一种碳的同素异形体，它只有一层碳原子以规则的六边形排列，而碳纤维则是一种纤维，其主要碳原子排列成六边形。这些材料主要由碳原子组成。但是，它们根据厚度不同而不同。因此，石墨烯和碳纤维的关键区别在于石墨烯的厚度只有一个碳原子层，而碳纤维的厚度只有微米级。石墨烯和碳纤维的另一个重要区别是石墨烯片材包得很紧，而碳纤维片材却没有紧密的片材。

以下关于石墨烯和碳纤维之间差异的信息图显示了两者之间的更多差异。

石墨烯(graphene)和碳纤维(carbon fiber)的区别