ग्राफीन और कार्बन फाइबर के बीच मुख्य अंतर यह है कि ग्रेफीन में एकल कार्बन परमाणु परत की मोटाई होती है जबकि कार्बन फाइबर में माइक्रोमीटर स्केल मोटाई होती है।
ग्राफीन और कार्बन फाइबर दोनों ही कार्बन युक्त पदार्थ हैं। ग्राफीन में केवल कार्बन परमाणु होते हैं जबकि कार्बन फाइबर में ज्यादातर कार्बन के साथ-साथ कुछ अन्य तत्व जैसे ऑक्सीजन और नाइट्रोजन भी होते हैं। ग्राफीन और कार्बन फाइबर के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि इन पदार्थों में कार्बन शीट आपस में जुड़ती हैं। हालांकि, दोनों प्रकारों में समान नियमित हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित कार्बन होता है।
ग्राफीन क्या है?
ग्राफीन कार्बन का एक अपररूप है जिसमें नियमित हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की एक परत होती है। नतीजतन, यह एक सेमीमेटल है जिसमें वैलेंस और कंडक्शन बैंड के बीच छोटा ओवरलैप होता है। ग्रेफीन की संरचना कई कार्बन युक्त पदार्थों जैसे ग्रेफाइट, हीरा, चारकोल, कार्बन नैनोट्यूब आदि की मूल संरचना है।
इसके अलावा, ग्रेफीन में कई महत्वपूर्ण और असामान्य गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, यह सबसे मजबूत सामग्री है जिसका हमने कभी परीक्षण किया है। इसके अलावा, यह उच्च दक्षता में गर्मी और बिजली का संचालन कर सकता है। पदार्थ लगभग पारदर्शी है। इसके अलावा, यह प्रतिचुंबकत्व को दर्शाता है और इसमें द्वि-आयामी गुण भी हैं।
चित्र 01: ग्राफीन शीट
ग्राफीन शीट में प्रत्येक कार्बन परमाणु के चारों ओर चार बंधन होते हैं जैसे कि तीन सिग्मा बांड एक ही तल में तीन अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ और एक पाई बंधन विमान के लंबवत होता है।इस संरचना में दो कार्बन परमाणुओं के बीच की दूरी लगभग 1.42 है। नतीजतन, कसकर पैक किए गए कार्बन परमाणु और प्रत्येक कार्बन परमाणु के sp2 संकरण से ग्रेफीन को इसकी उच्च स्थिरता मिलती है। इस प्रकार, यदि हम इन चादरों को अन्य कार्बन युक्त पदार्थों जैसे हाइड्रोकार्बन के संपर्क में लाते हैं, तो वे स्वयं शीट में क्षति की मरम्मत कर सकते हैं।
ग्राफीन के अनुप्रयोग चिकित्सा के क्षेत्र में हैं (ऊतक इंजीनियरिंग, बायोइमेजिंग, दवा वितरण, परीक्षण, विषाक्तता), इलेक्ट्रॉनिक्स में (ट्रांजिस्टर का उत्पादन, पारदर्शी संचालन इलेक्ट्रोड, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, आदि), प्रकाश प्रसंस्करण में (ऑप्टिकल) मॉड्यूलेटर, यूवी लेंस), आदि
कार्बन फाइबर क्या है?
कार्बन फाइबर फाइबर का एक रूप है जिसमें ज्यादातर कार्बन परमाणु हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। इन तंतुओं का व्यास लगभग 5-10 माइक्रोमीटर होता है। इन सबसे ऊपर, यह पदार्थ रील पर एक सतत टो घाव के रूप में उपलब्ध है। और, इस टो में निरंतर तरीके से हजारों व्यक्तिगत कार्बन फिलामेंट्स का एक बंडल होता है।इसके अलावा, यह बंडल एक जैविक कोटिंग के साथ सुरक्षित है। इसलिए, हम इच्छित आवेदन के लिए टो को खोल सकते हैं।
इस सामग्री की परमाणु संरचना ग्राफीन के समान है; हेक्सागोनल पैटर्न। इसके अलावा, इस सामग्री को बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले अग्रदूत के अनुसार कार्बन फाइबर के दो रूप हैं; टर्बोस्ट्रैटिक या ग्रेफाइटिक। कभी-कभी, यह दोनों संरचनाओं का एक संकर होता है।
चित्र 02: बुने हुए कार्बन फिलामेंट्स से बना कपड़ा
इस सामग्री के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में उच्च कठोरता, उच्च तन्यता ताकत, कम वजन, उच्च रासायनिक प्रतिरोध, उच्च तापमान सहनशीलता और कम थर्मल विस्तार शामिल हैं। इन गुणों के कारण, कार्बन फाइबर एयरोस्पेस अनुप्रयोगों, सैन्य, आदि में लोकप्रिय है।
ग्राफीन और कार्बन फाइबर में क्या अंतर है?
ग्राफीन कार्बन का एक आवंटन है जिसमें कार्बन परमाणुओं की एक परत नियमित हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित होती है जबकि कार्बन फाइबर फाइबर का एक रूप है जिसमें ज्यादातर कार्बन परमाणु हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। ये मुख्य रूप से कार्बन परमाणुओं से बनी सामग्री हैं। हालांकि, वे मोटाई के अनुसार एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इसलिए, ग्राफीन और कार्बन फाइबर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि ग्राफीन में एकल कार्बन परमाणु परत की मोटाई होती है जबकि कार्बन फाइबर में एक माइक्रोमीटर स्केल मोटाई होती है। ग्राफीन और कार्बन फाइबर के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि ग्रेफीन शीट कसकर पैक होती हैं जबकि कार्बन फाइबर में कसकर पैक की गई चादरें नहीं होती हैं।
ग्राफीन और कार्बन फाइबर के बीच अंतर पर नीचे दिया गया इन्फोग्राफिक दोनों के बीच अधिक अंतर दिखाता है।
सारांश – ग्रैफेन बनाम कार्बन फाइबर
ग्राफीन और कार्बन फाइबर महत्वपूर्ण कार्बन युक्त पदार्थ हैं। ग्राफीन और कार्बन फाइबर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि ग्रेफीन में एकल कार्बन परमाणु परत की मोटाई होती है जबकि कार्बन फाइबर में माइक्रोमीटर स्केल मोटाई होती है।
