碳纳米管和石墨烯的主要区别在于,碳纳米管表现出金属或半导体性质,而石墨烯则表现出半金属性质。
碳纳米管是一种由碳原子组成的管子,这些管子的直径通常用纳米尺度来测量。石墨烯是碳的同素异形体,呈二维片状。
1. 概述和主要区别 2. 什么是碳纳米管 3. 什么是石墨烯 4. 碳纳米管与石墨烯的比较 5. 总结-碳纳米管与石墨烯
碳纳米管是一种由碳原子组成的管子,这些管子的直径通常用纳米尺度来测量。碳纳米管通常是指单壁碳纳米管,它是一种碳的同素异形体,具有富勒烯和扁平石墨烯的中间性质。
碳纳米管有不同的独特性质,包括从0到2eV的带隙,导电性的金属行为,高抗拉强度,沿管轴的金属或半导体性质,有用的吸收,光致发光和拉曼光谱性质,非常好的热导,晶体缺陷等的出现。
当考虑到这种材料的应用时,它在聚合物中作为复合纤维以增强机械、热和电性能、生产“壁虎带”、用于原子力显微镜探针的尖端、在组织工程中用作键生长的支架等方面是有用的。
石墨烯是碳的一种同素异形体,呈二维片状,可称为“二维六边形晶格”。而且,它是一个无限大的芳香分子。制备石墨烯的方法有机械法、单分子膜碳裂解法、化学法、化学气相沉积法、二氧化碳还原法、超音速喷涂法、激光法、离子注入法和CMOS兼容石墨烯制备法。
这种材料具有一系列独特的性能,包括石墨烯的结构比钢还要厚,导热和导电能力强,在非常低的温度下燃烧,接近透明,石墨烯结构的复杂结构,以及非线性抗磁性。此外,石墨烯具有较大的量子振荡。石墨烯片边缘的碳原子具有特定的化学反应活性,而石墨烯片结构中的缺陷可以提高其化学反应活性。此外,这些石墨烯片倾向于堆叠,形成石墨结构。
石墨烯片中的每个原子都通过sigma化学键与它的三个近邻相连,并且将它的一个电子贡献给存在于整个片结构之间的导带。这种类型的导带使石墨烯结构成为一种半金属,具有不寻常的电子特性,可以用无质量相对论粒子的理论来描述。
图01:经过高温化学处理的单层氧化石墨烯
石墨烯有不同的应用,其中包括将其用作透明和柔性导体,可在材料/器件应用中发挥重要作用(例如太阳能电池、发光二极管、触摸面板和智能窗户或**)。
碳纳米管是一种由碳原子组成的管子,这些管子的直径通常用纳米尺度来测量。石墨烯是碳的同素异形体,呈二维片状。碳纳米管和石墨烯的主要区别在于,碳纳米管表现出金属或半导体性质,而石墨烯则表现出半金属性质。
下面的信息图表以表格形式总结了碳纳米管和石墨烯之间的差异,以便进行并排比较。
碳纳米管是一种由碳原子组成的管子,这些管子的直径通常用纳米尺度来测量。石墨烯是碳的同素异形体,呈二维片状。碳纳米管和石墨烯的主要区别在于,碳纳米管表现出金属或半导体性质,而石墨烯则表现出半金属性质。
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