グラファイトとグラフェンの違い

グラファイトとグラフェンの決定的な違いは、グラファイトが多数の炭素薄片を持つ炭素の異性体であるのに対し、グラフェンはグラファイトの炭素薄片が1枚であること...。

グラファイトとグラフェンの決定的な違いは、グラファイトが多数の炭素薄片を持つ炭素の異性体であるのに対し、グラフェンはグラファイトの炭素薄片が1枚である点である。

グラファイトは、よく知られた炭素の異性体である。さらに、カーボンがきれいに何層にも積み重なった層状構造を持つ半金属であると考えます。そのうちの1層がグラフェンシートである。グラフェン膜は、その大きさによってナノ粒子とみなされる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. グラファイトとは 3. グラフェンとは 4. 横並び比較 - グラファイトとグラフェンを表形式で 5. まとめ

グラファイトは何ですか？

黒鉛は炭素の安定異性体で、結晶構造を持ち、石炭のような形をしている。私たちは、これを天然鉱物と考えています。一次鉱物は、自然界に存在する他の元素と結合していない元素のことです。さらに、標準的な条件下で発生する炭素の中で最も安定した形態である。この異性体の繰り返し単位は炭素（C）のみである。六角形の結晶系を持つ。この異性体は鉄黒色から鋼灰色で、金属光沢を持つ。ただし、この鉱物のストリークカラーは黒（微粉末に現れる色）である。

図01：グラファイト

この等方的な格子構造をハニカム格子と呼ぶことにする。0.335nmの間隔でグラフェンシートが配置されている。格子構造では、炭素原子は0.142 nmの距離で分離している。炭素原子同士は共有結合で結ばれており、1つの炭素原子の周りに3つの共有結合がある。炭素の価数は4なので、この構造では各炭素原子に4個目の非占有電子が存在することになる。その結果、自由に移動できるようになり、黒鉛が電気を通すようになる。天然黒鉛は、耐火物、電池、製鉄、膨張黒鉛、ブレーキライニング、鋳造表面、潤滑油などに使用されています。

グラフェンは何ですか？

グラフェンは、グラファイトの多層構造の中の1層である。セミメタリックである。この層は、炭素原子の平坦な構造を含んでいる。各炭素原子は3つの共有結合で囲まれている。これを六角形格子構造と呼んでいる。グラファイトとは異なり、グラフェンには数々の特異な性質がある。そして何より、史上最強の素材である。熱や電気を効率よく伝えることができる。この化合物はほぼ透明である。

図02：グラフェンシート

グラファイトは黒鉛よりも反磁性である。グラフェンシートは、サイズ（シートの幅は1～100nm）により、ナノ粒子とみなされる。炭素原子は、1つの炭素原子を中心とした3重シグマ結合と面外π結合を含む4つの結合を持つ。このシートの主な用途は、**カーボンナノチューブです。