? 石墨烯和碳納米管都是由碳原子組成的。碳納米管可以被認(rèn)為是卷成圓柱體的一片石墨烯（碳的六方晶格）。因此，通過“解壓”碳納米管，可以將其用作制造石墨烯的起點(diǎn)。
石墨烯和碳納米管都具有出色的機(jī)械和電子性能，而且通常很相似。因此，它們通常被視為許多類似應(yīng)用程序的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。應(yīng)該指出的是，還有一個(gè)研究領(lǐng)域側(cè)重于將石墨烯和碳納米管結(jié)合起來，并將它們一起用于電子、電池、傳感器等各種應(yīng)用。
盡管材料之間存在這些相似之處，但它們之間仍然存在差異。石墨烯被認(rèn)為是二維的，而碳納米管通常被認(rèn)為是一維的。此外，石墨烯（當(dāng)具有原子純度和完美蜂窩晶格的理想結(jié)構(gòu)時(shí)）是一種零帶隙半導(dǎo)體，而單壁碳納米管則表現(xiàn)出金屬或半導(dǎo)體特性，帶隙從零到約2eV。
由于準(zhǔn)確定位和連接碳納米管本身存在困難，因此使用碳納米管通常被認(rèn)為具有挑戰(zhàn)性。石墨烯比傳統(tǒng)的碳納米管出現(xiàn)得更晚，更容易互連和摻雜，但也面臨著一系列挑戰(zhàn)，例如提取、操作和穩(wěn)定性負(fù)擔(dān)。
碳——許多材料的組成部分
碳是一種非金屬化學(xué)元素，通常被視為所有已知生命的常見元素。按質(zhì)量計(jì)算，它是地殼中第15位最豐富的元素，也是宇宙中第4位最豐富的元素。
碳有多種形式，每種形式都有自己的物理特性。這些形式包括眾所周知的材料，如金剛石和石墨，它們僅由于結(jié)構(gòu)中原子排列的變化而在物理特性上有所不同。其他不太為人所知的形式是富勒烯 - 球形、封閉籠式富勒烯稱為巴克敏斯特富勒烯或“巴基球”，圓柱形富勒烯稱為納米管。另一種形式僅由平面二維晶格結(jié)構(gòu)中的碳原子組成，稱為石墨烯。還存在其他形式的碳原子排列，如無定形碳、Q-碳等。
什么是石墨烯？
單層、二維石墨層稱為石墨烯。因此，石墨烯基本上是一片以六角形布局排列的碳原子。石墨烯被認(rèn)為是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一種二維材料，并且由于其具有眾多特性，也被稱為“神奇材料”。例如，石墨烯是宇宙中最強(qiáng)的材料之一，具有優(yōu)異的熱學(xué)和光學(xué)性能、優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度、相對(duì)透明度、驚人的導(dǎo)電性以及對(duì)大多數(shù)氣體和液體的不滲透性等。
石墨烯的許多屬性使其成為對(duì)研究人員和開發(fā)人員有吸引力的材料，他們正在世界各地努力尋找該材料的無限用途。石墨烯的應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用包括：觸摸屏（用于LCD或OLED顯示器）、計(jì)算機(jī)芯片、電池。能源發(fā)電、超級(jí)電容器、醫(yī)療設(shè)備、濾水器、太陽能電池等。
什么是碳納米管？
碳納米管（通?？s寫為CNT）是由碳原子組成的圓柱形分子。一片石墨烯可以卷起來制成碳納米管。如果由一層碳原子制成，碳納米管可以是單壁碳納米管（SWCNT）；如果由多層石墨烯片組成，碳納米管可以是多壁碳納米管（MWCNT）。事實(shí)上，碳納米管有各種直徑、長(zhǎng)度和官能團(tuán)含量，可以根據(jù)特定應(yīng)用定制其用途。
碳納米管的性能根據(jù)其特性而變化。例如，多壁碳納米管通常是導(dǎo)電的，而單壁碳納米管可以是導(dǎo)電的、顯示半導(dǎo)體的特性或不導(dǎo)電。結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度、表面積、表面電荷、尺寸分布、表面化學(xué)、團(tuán)聚狀態(tài)以及樣品的純度等因素對(duì)碳納米管的性能有很大影響。
碳納米管具有獨(dú)特的機(jī)械、熱學(xué)和電子特性，這使得它們對(duì)新材料的開發(fā)很有吸引力：令人印象深刻的機(jī)械拉伸強(qiáng)度、重量輕、良好的導(dǎo)熱性等等。這些特性使碳納米管對(duì)于電子設(shè)備、傳感器和生物傳感器、晶體管、電池、儲(chǔ)氫電池、電屏蔽應(yīng)用等具有吸引力。
碳納米管早在20世紀(jì)90年代初就已出現(xiàn)，并已在工程塑料、聚合物、顯示器、防腐漆、薄膜和涂料、透明和非透明導(dǎo)電電極、涂料和防靜電包裝等領(lǐng)域得到了一些商業(yè)用途。更多的。此外，電池、燃料電池、太陽能電池、海水淡化等領(lǐng)域的積極研究也在進(jìn)行中。
