Conductividad eléctrica del grafito

Question

En esta página de Wikipedia, la conductividad eléctrica de varios materiales se muestra en la tercera columna ($\sigma \text{ (S/m) a 20}^\circ \text{C}$). Estoy interesado en la entrada de Carbono (grafito):

• $2$ a $3 \times 10^5 \text{ S/m} \perpendicular \text{al plano basal}$
• $3.3 \times 10^2 \text{ S/m} \paralelo \text{al plano basal}$

¿Por qué la conductividad es más baja en paralelo al plano que en la dirección perpendicular al mismo?

Me sorprenden las magnitudes relativas de estos valores de $\sigma porque pensaba que una de las cosas sorprendentes del grafeno, una capa atómica de grafito, era que su conductividad en el plano (es decir, paralela al plano basal) es muy alta. Esperaría una tendencia similar en paralelo al plano basal en el grafito.

¿Tienes alguna sugerencia de lectura que pueda ayudarme a entender esto?

Answer 1

Buen atrapamiento, tienes absolutamente razón. Esto es un error en la página de Wikipedia, como se confirma con una rápida comprobación en la referencia mencionada allí. Los valores están al revés.

Cambiándolo ahora...

Editado para agregar: esto, por supuesto, plantea la pregunta de por qué debería ser así. Una respuesta algo vaga es que, al igual que en el benceno, los orbitales $p_z$ se superponen dentro de cada lámina de grafeno para que el electrón contribuido por cada carbono esté delocalizado en este plano (los otros tres están vinculados en los tres enlaces $\sigma$). Entonces, en cierto sentido, esto es conjugación, pero a lo largo de un plano 2D completo en lugar de alrededor de un anillo o a lo largo de una cadena única de átomos. Por otro lado, las láminas de grafeno están bastante separadas unas de otras en comparación con los átomos unidos covalentemente dentro de una lámina (como podría esperarse dado que las láminas solo están débilmente unidas a través de interacciones de van der Waals), por lo que la superposición se reduce en gran medida y la conducción es mucho más difícil.

Una respuesta más completa dependería de un estudio de la estructura de bandas electrónicas del grafito, que es un área de investigación activa y está más allá del alcance de esta respuesta.