Skip to content Skip to navigation

Grafen Çok Sağlam Bir Malzeme Olmasına Rağmen Neden Grafit Çok Kırılgandır?

Dr. Tuba Sarıgül
23/11/2015 - 11:58

Karbon, atomlarının birbirlerine farklı şekillerde bağlanması sonucu özellikleri birbirinden çok farklı yapılar oluşturur. Örneğin kurşun kalemlerde kullanılan grafit yumuşak ve kırılgan bir malzemeyken, elmas dünyadaki doğal olarak bulunan en sert malzemelerden biridir.

Grafen karbon atomlarının birbirlerine altıgen oluşturacak şekilde (yapıları bal peteğine benzetilebilir) bağlanmaları sonucu oluşur ve tek atom kalınlığında bir malzemedir. Ancak aynı kalınlıktaki çelikten yaklaşık 200 kat daha güçlüdür. Grafit ise grafen katmanlarının bir araya gelmesiyle oluşur.

Bir malzemenin sağlamlığı atomlarının birbirlerine ne kadar güçlü bir şekilde bağlı olduğuyla ilişkilidir. Katı malzemelerde atomlar birbirlerine düzenli olarak tekrar eden yapılar oluşturacak şekilde bağlıdır ve bu yapı kristal örgü olarak isimlendirilir. Elmasta üç boyutlu kristal örgüyü oluşturan karbon atomları arasındaki bağlar çok kuvvetlidir. Grafitte ise, iki boyutlu grafen yapısını oluşturan atomlar birbirlerine kuvvetli bir şekilde bağlı olmalarına rağmen, grafen katmanlarını birbirine bağlayan karbon atomları arasındaki etkileşimler zayıftır. Yani grafitin yapısındaki karbon atomları arasında, farklı iki etkileşim olduğu söylenebilir. Grafitte, iki boyutlu grafen yapısındaki karbon atomları arasındaki mesafe (1,418 x 10-10 metre), grafen katmanlarını birbirine bağlayan karbon atomları arasındaki mesafeden (3,347 x 10-10 metre) daha kısadır. Bu durum grafitin fiziksel özelliklerindeki farklılığın nedenidir. Dolayısıyla grafiti oluşturan grafen katmanları birbirinden kolayca ayrılabilir.

İlgili İçerikler

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde patates kullanarak yapacağımız pil ile bir LED’i yakmaya çalışıyoruz. Kolayca bulabileceğiniz malzemelerle evde ve okulda gerçekleştirebileceğiniz bu etkinlik sayesinde siz de meyve ve sebzeleri kullanarak kendi pilinizi tasarlayabilirsiniz.

Kimya

Toplumda bilim kültürünün ve iletişiminin geliştirilmesini amaçlayan Bilim ve Toplum Programları 2007 yılından bu yana Bilim ve Toplum Daire Başkanlığı tarafından yürütülüyor.

Kimya

Dünya genelinde farklı üniversitelerden bilim insanları tarafından gerçekleştirilen araştırmada atmosferdeki karbondioksit seviyesindeki artışın tarım ürünlerinin protein, vitamin, mineral gibi besin değerlerini etkilediği anlaşıldı.

Kimya

Bilim insanları güçlü bir X-ışını lazeri kullanarak oda sıcaklığındaki bir miktar suyun sıcaklığını bir mikrosaniyenin on milyonda biri içerisinde 100.000°C’nin üzerine çıkarmayı başardı.

Kimya

Londra Kolej Üniversitesi (UCL) Slade Güzel Sanatlar Okulu’ndan Onya McCausland isimli sanatçı, eski kömür madeninin atık sularından sanat eserlerinde kullanılabilecek kalitede beş farklı tonda pigmentler elde etti.

Kimya

Amonyak (NH3) son yıllarda alternatif bir yakıt olarak görülmeye başlandı. Küresel iklim değişikliğine karşı alınabilecek önlemlerden biri, karbon içeren petrol türevlerinin yerini karbon içermeyen amonyağın alması olabilir.

Kimya

Oxford Üniversitesi’nde çalışan bir grup araştırmacı, çözelti içindeki moleküllerin tek tek tespit edilip kütlelerinin ölçülmesine imkân veren bir yöntem geliştirdi. Dr. Gavin Young ve arkadaşlarının Prof. Dr. Philipp Kukura önderliğinde yaptıkları araştırmanın sonuçları Science’ta yayımlandı.

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kristaller hakkında bilgi edinirken, evde ya da okulda siz de kendi kristallerinizi oluşturabilirsiniz.

Kimya

Bugüne kadarki bilgilerimize göre su olmadan canlılığı devam ettirebilen bir organizma türü yok. Dünya yüzeyinin %71’i suyla kaplı. Ancak hayatın devamlılığı için gerekli olan tatlı su yeryüzündeki suyun sadece %2,5’lik kısmını oluşturuyor.

Kimya

Motorlu araçların atmosfere bıraktığı egzoz dumanının çevreye ve sağlığa zarar vermemesi için katalitik dönüştürücüler kullanılıyor. Benzinli ve dizel motorlu araçların temel bir parçası olan bu sistemler, motordan çıkan karbonmonoksiti (CO), hidrokarbonları (karbon ve hidrojenden oluşan bileşikleri) ve azot oksitleri (NxOy); azot gazı (N2), karbondioksit (CO2) ve su buharına dönüştürüyor.