Différence entre le graphène et la fibre de carbone

le différence clé entre le graphène et la fibre de carbone est que le graphène a une épaisseur d'un seul atome de carbone tandis que la fibre de carbone a une épaisseur au micromètre.

Le graphène et la fibre de carbone sont des substances contenant du carbone. Le graphène ne contient que des atomes de carbone tandis que la fibre de carbone contient principalement du carbone ainsi que d'autres éléments tels que l'oxygène et l'azote. Une autre différence importante entre le graphène et la fibre de carbone réside dans la manière dont les feuilles de carbone s'imbriquent dans ces substances. Cependant, les deux types contiennent du carbone disposé dans le même motif hexagonal régulier.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que le graphène
3. Quelle est la fibre de carbone
4. Comparaison côte à côte - Graphène vs fibre de carbone sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que le graphène?

Le graphène est un allotrope de carbone composé d'une seule couche d'atomes de carbone disposés selon un motif hexagonal régulier. Par conséquent, il s’agit d’un semi-métal qui présente un faible chevauchement entre les bandes de valence et de conduction. La structure du graphène est la structure de base de nombreuses substances contenant du carbone telles que le graphite, le diamant, le charbon, les nanotubes de carbone, etc..

De plus, il existe de nombreuses propriétés importantes et peu communes dans le graphène. Par exemple, c'est le matériau le plus résistant que nous ayons jamais testé. De plus, il peut conduire la chaleur et l'électricité avec un rendement élevé. La substance est presque transparente. En dehors de cela, il montre le diamagnétisme et aussi il a des propriétés bidimensionnelles.

Figure 01: Feuille de graphène

Chaque atome de carbone dans la feuille de graphène est entouré de quatre liaisons, telles que trois liaisons sigma avec trois autres atomes de carbone dans le même plan et une liaison pi perpendiculaire au plan. La distance entre les deux atomes de carbone dans cette structure est d'environ 1,42 Å. De ce fait, les atomes de carbone compacts et l'hybridation sp2 de chaque atome de carbone confèrent au graphène sa grande stabilité. Ainsi, si nous exposons ces feuilles à d’autres substances contenant du carbone, telles que des hydrocarbures, elles peuvent réparer les dommages causés aux feuilles elles-mêmes..

Les applications du graphène sont dans le domaine de la médecine (ingénierie tissulaire, bio-imagerie, administration de médicaments, test, toxicité), de l'électronique (production de transistors, électrodes conductrices transparentes, optoélectronique, etc.), du traitement de la lumière (modulateurs optiques, lentilles UV) , etc.

Quelle est la fibre de carbone?

La fibre de carbone est une forme de fibre qui comporte principalement des atomes de carbone disposés selon un motif hexagonal. Ces fibres ont un diamètre d'environ 5 à 10 micromètres. Surtout, cette substance est disponible sous la forme d'un remorquage continu enroulé sur une bobine. Et, cette remorque contient un faisceau de milliers de filaments de carbone individuels de manière continue. De plus, ce paquet est protégé par un revêtement organique. Par conséquent, nous pouvons dérouler le remorquage pour l'application prévue.

La structure atomique de ce matériau est similaire à celle du graphène; motif hexagonal. De plus, il existe deux formes de fibres de carbone selon le précurseur utilisé pour fabriquer ce matériau; turbostratique ou graphitique. Parfois, c'est un hybride des deux structures.

Figure 02: Tissu fabriqué à partir de filaments de carbone tissés

Les propriétés les plus importantes de ce matériau incluent une rigidité élevée, une résistance élevée à la traction, un faible poids, une résistance chimique élevée, une tolérance aux températures élevées et une faible dilatation thermique. En raison de ces propriétés, la fibre de carbone est très utilisée dans les applications aérospatiales, militaires, etc..

Quelle est la différence entre le graphène et la fibre de carbone?

Le graphène est un allotrope de carbone constitué d'une seule couche d'atomes de carbone disposés selon un motif hexagonal régulier, tandis que la fibre de carbone est une forme de fibre composée principalement d'atomes de carbone disposés selon un motif hexagonal. Ce sont des matériaux composés principalement d'atomes de carbone. Cependant, ils diffèrent les uns des autres en fonction de l'épaisseur. Par conséquent, la principale différence entre le graphène et la fibre de carbone réside dans le fait que le graphène a une épaisseur d'un seul atome de carbone, tandis que la fibre de carbone a une épaisseur au micromètre. Une autre différence importante entre le graphène et la fibre de carbone réside dans le fait que les feuilles de graphène sont très compactes alors que la fibre de carbone n’a pas.

L’infographie ci-dessous sur la différence entre le graphène et la fibre de carbone montre plus de différences entre.

Résumé - graphène vs fibre de carbone

Le graphène et la fibre de carbone sont des matériaux importants contenant du carbone. La principale différence entre le graphène et la fibre de carbone réside dans le fait que le graphène a une épaisseur d'un seul atome de carbone, tandis que la fibre de carbone a une épaisseur au micromètre..

Référence:

1. «Applications potentielles du graphène». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 octobre 2018. Disponible ici  
2. «Fibres de carbone». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 29 octobre 2018. Disponible ici 

Courtoisie d'image:

1. "Graphene-3D-balls" de Jynto (discussion) - Travail personnel (CC0) via Wikimedia Commons  
2. ”Kohlenstofffasermatte” De Hadhuey sur Wikipedia allemand - Travail personnel, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons