A fullerén és a szén nanocsövek közötti fő különbség az, hogy a fullerén a szén egy allotrópja, amely különböző formában és méretben létezhet, míg a szén nanocsövek egyfajta fullerén hengeres formájú.
A szén allotrópjainak különböző típusai léteznek, mint például a gyémánt, a grafit és a fullerén. Mindezek a típusok csak szénatomokból álló kémiai szerkezetek.
Mi az a fullerén?
A fullerén a szén egyfajta allotrópja, amelyben a szénatomok molekulái egyszeres és kettős kötéseken keresztül kapcsolódnak egymáshoz, így zárt vagy részben zárt hálót alkotnak, 5 vagy 7 atomos kondenzált gyűrűkkel. Ez a molekula előfordulhat üreges gömbök, ellipszoidok, csövek vagy más formájú és méretű.
Ha a fullerén zárt hálós topológia, akkor informálisan a Cn empirikus képlettel jelöljük, ahol n a szénatomok száma. Néha az n egyes értékei egynél több izomert jelentenek. A csoport leghíresebb száma a buckminsterfullerene. Nevét Buckminster Fullerről kapta. Ezért a zárt fulleréneket buckyball-nak is nevezik, amelyek az egyesületi futball szokásos labdáira hasonlítanak.
01. ábra: Fullerén
A fullerén tulajdonságait figyelembe véve minden szénatom csak három szomszédos atomhoz kapcsolódik, és ezek a kötések egyszeres és kettős kovalens kötések keverékei. Ezeknek a szénatomoknak a hibridizációja sp2-ként adható meg. Egyes kutatások szerint a fullerén reaktivitása növelhető, ha aktív csoportokat kapcsolunk a felületekhez.
Mik azok a szén nanocsövek?
A szén nanocsövek, vagy egyszerűen csak a nanocsövek, olyan típusú csövek, amelyek szénatomokból készülnek, és ezeknek a csöveknek az átmérőjét általában nanométerben mérik. A nanocsöveknek két típusa létezik: egyfalú szén nanocsövek (SWCNT) és többfalú szén nanocsövek (MWCNT).
Az SWCNT-k a szén allotrópjaiként írhatók le, amelyek a fullerén és a lapos grafén közötti intermedierek. Idealizálhatjuk ezeket a nanocsöveket a szénatomok 2D-s hatszögletű rácsának kivágásaiként, amelyek a hatszögletű rács egyik Bravais-rácsvektora mentén feltekerve egy üreges hengert alkotnak.
02. ábra: Egyfalú szén nanocsövek
Másrészt az MWCNT-k egymásba ágyazott egyfalú szén nanocsövekből állnak, amelyek a Van der Waals kölcsönhatások révén gyengén kötődnek egymáshoz egy faszerű gyűrűs szerkezetben. Néha két- és háromfalú szén nanocsöveknek nevezzük őket.
A szén nanocsövek figyelemre méltó elektromos vezetőképességet mutatnak. Kiváló szakítószilárdsággal és hővezető képességgel is rendelkeznek. Ez a nanoszerkezetnek és a szénatomok közötti kötések erősségének köszönhető. Ezenkívül kémiailag módosíthatjuk a nanocsöveket.
Mi a különbség a fullerén és a szén nanocsövek között?
A fullerén a szén allotrópja. Különböző formában és méretben fordulhat elő, például hengeres, gömb alakú, ellipszoid alakban stb. A fullerén és a szén nanocsövek közötti fő különbség az, hogy a fullerén a szén egy allotrópja, amely különböző formában és méretben létezhet, míg a szén nanocső egyfajta fullerén, amelynek hengeres alakja van. A fullerén leggyakoribb szerkezete egy gömb alakú buckyball szerkezet, amelynek zárt vagy részben zárt hálója van, 5 vagy 7 atomos összeolvadt gyűrűkkel, míg a szén nanocsövek csőszerű szerkezetűek, amelyekben minden szénatom három kovalens kötést tartalmaz a szomszédos atomokkal.
Összefoglaló – Fullerén vs szén nanocsövek
A szén gyakori és bőséges kémiai elem a Földön. Különféle formákban létezhet, amelyek szén allotrópjaiként ismertek. A fullerén a szén egyfajta allotrópja is. A fullerén és a szén nanocsövek közötti fő különbség az, hogy a fullerén a szén egy allotrópja, amely különböző formában és méretben létezhet, míg a szén nanocsövek egyfajta fullerén hengeres alakkal.
