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

ABD’deki Rutgers Üniversitesinden ve Oregon Eyalet Üniversitesinden araştırmacılar, üzerine baskı yapılan kâğıtların geri dönüştürülmeye ihtiyaç olmaksızın tekrar kullanılması için kâğıt üzerindeki baskının çıkarılmasını sağlayan bir yöntem geliştirdi.

Kimya

Plastikler günlük yaşamımızın bir parçası. Kolay şekillendirilebilmeleri, maliyetlerinin düşük olması, ısı ve elektrik yalıtımı sağlamaları gibi özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanıyorlar. Peki, plastiksiz bir dünya mümkün mü? Biyoplastikler, plastiklerin neden olduğu sorunlara çözüm olabilir mi?

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde çeşitli kimyasal maddeler kullanarak ve elektrik devresi kurarak yazı yazarken kimyanın alt dallarından biri olan elektrokimyayı daha yakından tanıyoruz.

Kimya

Arşimet prensibine göre su ve hava gibi herhangi bir akışkana bırakılan bir katı cisme akışkan tarafından cismin ağırlığının karşı yönünde yani yukarı doğru bir kuvvet uygulanır. Suya bırakılan katı cisimlere uygulanan bu kuvvete suyun kaldırma kuvveti denir. 

Kimya

Bir periyodik tabloda elementler yapısal özelliklerine göre kategorilere ayrılarak sınıflandırılır. Fakat periyodik tablonun nasıl okunacağı yani periyodik tablodan neler öğrenebileceğimiz bazı önemli fizik kurallarına bağlıdır. 

Kimya

Araştırmacılar maddenin yeni bir halini keşfetti. Deneysel ve kuramsal çalışmalar potasyum metalinin yüksek basınç ve sıcaklık altında hem katı hem de sıvılara benzer özelliklere sahip olduğunu gösteriyor. 

Kimya

İnsan vücudu sürekli ısı yayar. Uzak geçmişte bu ısıyı düzenlemenin tek yolu daha kalın ya da daha ince kıyafetler giymekti. Geçtiğimiz yüzyılda kumaşlar üzerine yapılan bilimsel çalışmalarsa bu durumu değiştirdi. Günümüzde uzun mesafe koşucularının vücutlarını serin tutan ya da dağcıların vücutlarını sıcak tutan kumaşlar var.

Kimya

Parlak ve canlı renkli kalemler veya boyalar kullanmayı birçoğumuz severiz. Peki, bu boya renklerinin nasıl oluştuğunu hiç merak ettiniz mi? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kâğıt kromatografisi yöntemini kullanarak keçeli kalemin içindeki mürekkebi ayrıştırıp inceleyeceğiz. 

Kimya

Câbir bin Hayyan, deney ve teoriye dayalı kimyanın ortaya çıkmasının öncüsü kabul ediliyor.  Prof. Dr. Fuat Sezgin, İslam Uygarlığında Mimari, Geometri, Fizik, Kimya kitabında Câbir bin Hayyan’a özel bir başlık ayırmış.

Kimya

Bugün 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü. Bugüne özel olarak sizler için 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Doç. Dr. İmren Hatay Patır ile bir söyleşi gerçekleştirdik.