Бал чулуу ба графений гол ялгаа нь бал чулуу нь нүүрстөрөгчийн олон тооны хуудас агуулсан нүүрстөрөгчийн аллотроп бөгөөд графен нь графитын нэг нүүрстөрөгчийн хуудас юм.
Графит бол нүүрстөрөгчийн алдартай аллотроп юм. Түүгээр ч зогсохгүй бид үүнийг хагас металл гэж үздэг бөгөөд энэ нь хэд хэдэн давхар нүүрстөрөгчийн давхаргатай, бие биендээ сайн савлагдсан байдаг. Эдгээр давхаргуудын нэг давхарга нь графен хуудас юм. Графен хуудсыг хэмжээсийнхээ дагуу нано бөөм гэж үздэг.
Графит гэж юу вэ?
Графит нь талст бүтэцтэй, нүүрсний хэлбэр бүхий нүүрстөрөгчийн тогтвортой аллотроп юм. Тэгээд бид үүнийг уугуул ашигт малтмал гэж үздэг. Уугуул ашигт малтмал нь бусад элементтэй нийлдэггүй байгальд байдаг элемент юм. Цаашилбал, энэ нь стандарт нөхцөлд тохиолддог нүүрстөрөгчийн хамгийн тогтвортой хэлбэр юм. Энэ аллотропын цорын ганц давтагдах нэгж нь нүүрстөрөгч (C) юм. Энэ нь зургаан өнцөгт талст системтэй. Энэхүү аллотроп нь төмөр хараас ган саарал өнгөтэй байдаг бөгөөд энэ нь метал гялалзсан байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ эрдэсийн судалтай өнгө нь хар өнгөтэй (энэ өнгө нь нарийн нунтагт харагддаг).
Зураг 01: Графит
Энэ аллотропын торны бүтцийг бид зөгийн сархинагаас бүрхсэн тор гэж нэрлэдэг. Энэ нь 0.335 нм зайд тусгаарлагдсан графен хуудастай. Сүлжээний бүтцэд нүүрстөрөгчийн атомууд 0.142 нм зайд тусгаарлагдсан байдаг. Нүүрстөрөгчийн атомууд хоорондоо ковалент холбоогоор холбогддог бөгөөд нэг нүүрстөрөгчийн атом нь гурван ковалент холбоотой байдаг. Нүүрстөрөгчийн валент нь 4 байдаг тул энэ бүтцийн нүүрстөрөгчийн атом бүрт дөрөв дэх хоосон электрон байдаг. Тиймээс графитыг цахилгаан дамжуулах чадвартай болгож, чөлөөтэй шилжинэ. Байгалийн бал чулуу нь галд тэсвэртэй материал, батерей, ган хайлуулах, өргөтгөсөн бал чулуу, тоормосны доторлогоо, цутгах үйлдвэрийн өнгөлгөө, тосолгооны материалд хэрэгтэй.
Графен гэж юу вэ?
Графен нь бал чулууны олон давхаргын нэг давхарга юм. Энэ нь хагас металл юм. Энэ хуудас нь хавтгай бүтэц дэх нүүрстөрөгчийн атомын нэг давхаргыг агуулдаг. Нүүрстөрөгчийн атом бүрийг тойрон гурван ковалент холбоо байдаг. Бид үүнийг зургаан өнцөгт торны бүтэц гэж нэрлэдэг. Графитаас ялгаатай нь графен нь олон нийтлэг бус шинж чанартай байдаг. Хамгийн чухал нь энэ нь урьд өмнө туршиж үзсэн хамгийн бат бөх материал юм. Энэ нь дулаан, цахилгааныг үр ашигтайгаар дамжуулж чаддаг. Энэ нэгдэл бараг тунгалаг байна.
Зураг 02: Графен хуудас
Энэ нь бал чулуунаас илүү диамагнетизмтэй. Графен хуудсыг хэмжээсийн дагуу нано бөөмс гэж үздэг (хуудасны өргөн нь 1-100 нм-ийн хооронд байна). Энэ хуудасны нүүрстөрөгчийн атомууд нь нүүрстөрөгчийн атомыг тойрсон гурван сигма холбоо, хавтгайгаас чиглэсэн нэг пи бонд зэрэг дөрвөн холбоотой. Эдгээр хуудасны гол хэрэглээ нь нүүрстөрөгчийн нано хоолой үйлдвэрлэх явдал юм.
Графит болон Графин хоёрын ялгаа юу вэ?
Графит нь талст бүтэцтэй, нүүрсний хэлбэр бүхий нүүрстөрөгчийн тогтвортой аллотроп юм. Энэ нь олон тооны нүүрстөрөгчийн хуудастай. Энэ нь хэврэг. Түүгээр ч зогсохгүй бал чулууны нүүрстөрөгчийн атомууд хоорондоо ковалент холбоогоор холбогддог ба нэг нүүрстөрөгчийн атом нь эргэн тойронд гурван ковалент холбоо байдаг ба чөлөөт электрон байдаг. Графен бол бал чулууны олон давхаргын нэг давхарга юм. Бал чулуунаас ялгаатай нь энэ нь нэг нүүрстөрөгчийн хуудас юм. Үүнээс гадна энэ нь урьд өмнө туршиж үзсэн хамгийн бат бөх материал юм. Үүнээс гадна энэхүү нүүрстөрөгчийн хуудас нь нүүрстөрөгчийн атомыг тойрсон гурван сигма холбоо, хавтгайгаас чиглэсэн нэг пи бонд зэрэг дөрвөн холбоотой. Эдгээр нь бал чулуу болон графен хоёрын гол ялгаа юм.
Хураангуй – Графит ба Графен
Графит болон графен нь бие биетэйгээ холбоотой маш чухал нүүрстөрөгч агуулсан материал юм. Графит ба графит хоёрын ялгаа нь графит нь нүүрстөрөгчийн аллотроп бөгөөд олон тооны нүүрстөрөгчийн хуудастай, харин графин нь графитын нэг нүүрстөрөгчийн хуудас юм.
