石墨烯(graphene)和碳纖維(carbon fiber)的區別

石墨烯和碳纖維的主要區別在於石墨烯的厚度只有單個碳原子層，而碳纖維的厚度只有微米級。

石墨烯和碳纖維都是含碳物質。石墨烯只含有碳原子，而碳纖維主要含有碳以及一些其他元素，如氧和氮。石墨烯和碳纖維之間的另一個重要區別是碳片在這些物質中相互交錯的方式。然而，這兩種類型的碳都以相同的規則六邊形排列。

什麼是石墨烯(graphene)？

石墨烯是碳的同素異形體，只有一層碳原子以規則的六邊形排列。因此，它是一種在價帶和導帶之間有小重疊的半金屬。石墨烯的結構是許多含碳物質的基本結構，如石墨、金剛石、木炭、碳納米管等。

此外，石墨烯還具有許多重要和不尋常的性質。例如，它是我們測試過的最強的材料。此外，它還可以高效地導熱和導電。這種物質幾乎是透明的。除此之外，它還具有抗磁性，並且具有二維性質。

圖01：石墨烯片

石墨烯片中的每個碳原子周圍都有四個鍵，例如同一平面上與其他三個碳原子的三西格瑪鍵和垂直於平面的π鍵。在這個結構中，兩個碳原子之間的距離約為1.42埃。因此，緊密堆積的碳原子和每個碳原子的sp2雜化使石墨烯具有高穩定性。因此，如果我們將這些片材暴露在其他含碳物質（如碳氫化合物）下，它們就能修復片材本身的損傷。

石墨烯的應用領域包括醫學（組織工程、生物成像、藥物輸送、測試、毒性）、電子學（晶體管、透明導電電極、光電子學等）、光處理（光調製器、紫外透鏡）等。

什麼是碳纖維(carbon fiber)？

碳纖維是一種纖維形式，其主要碳原子排列成六邊形。這些纖維的直徑約為5-10微米。最重要的是，這種物質是以纏繞在捲筒上的連續拖帶的形式提供的。而且，這種絲束包含了數千根連續的單根碳纖維。此外，該束被有機塗層保護。因此，我們可以為預期用途解開拖帶。

這種材料的原子結構與石墨烯相似；呈六邊形。此外，根據我們用來**這種材料的前體，有兩種形式的碳纖維：渦輪層狀的或石墨的。有時，它是兩種結構的混合體。

圖02：由碳纖維編織而成的織物

這種材料最重要的性能包括高剛度、高拉伸強度、低重量、高耐化學性、耐高溫性和低熱膨脹性。由於這些特性，碳纖維在航空航天、軍事等領域得到了廣泛的應用。

石墨烯(graphene)和碳纖維(carbon fiber)的區別

石墨烯是一種碳的同素異形體，它只有一層碳原子以規則的六邊形排列，而碳纖維則是一種纖維，其主要碳原子排列成六邊形。這些材料主要由碳原子組成。但是，它們根據厚度不同而不同。因此，石墨烯和碳纖維的關鍵區別在於石墨烯的厚度只有一個碳原子層，而碳纖維的厚度只有微米級。石墨烯和碳纖維的另一個重要區別是石墨烯片材包得很緊，而碳纖維片材卻沒有緊密的片材。

以下關於石墨烯和碳纖維之間差異的信息圖顯示了兩者之間的更多差異。

石墨烯(graphene)和碳纖維(carbon fiber)的區別