Filmele de carbon, cum ar fi grafenul, sunt materiale foarte ușoare, dar foarte puternice, cu un potențial excelent de aplicare, dar pot fi dificil de fabricat, de obicei necesită multă forță de muncă și strategii care consumă timp, iar metodele sunt costisitoare și nu sunt ecologice.
Odată cu producerea unei cantități mari de grafen, pentru a depăși dificultățile întâmpinate în implementarea metodelor actuale de extracție, cercetătorii de la Universitatea Ben Gurion din Negev din Israel au dezvoltat o metodă de extracție a grafenului „verde” care poate fi aplicată pe o gamă largă de domenii, inclusiv optică, electronică, ecologie și biotehnologie.
Cercetătorii au folosit dispersia mecanică pentru a extrage grafen din striolit mineral natural. Ei au descoperit că hipofilita minerală prezintă perspective bune în producerea de substanțe grafenice la scară industrială și grafen.
Conținutul de carbon al hipomfibolului poate fi diferit. Conform conținutului de carbon, hipomfibolul poate avea potențiale de aplicare diferite. Unele tipuri pot fi utilizate pentru proprietățile lor catalitice, în timp ce alte tipuri au proprietăți bactericide.
Caracteristicile structurale ale hipopiroxenei determină aplicarea lor în procesul de reducere a oxidării și pot fi utilizate și pentru producția de cuptor exploziv și producția de feroalloy de fontă turnată (siliciu înalt).
Datorită proprietăților sale fizice și mecanice, a densității în vrac, a rezistenței bune și a rezistenței la uzură, hipofilita are, de asemenea, capacitatea de a adsorbi o varietate de substanțe organice, astfel încât acesta poate fi utilizat de fapt ca material de filtru. De asemenea, a demonstrat capacitatea de a elimina particulele de radicali liberi care pot contamina surse de apă.
Hipopiroxenul arată capacitatea de a dezinfecta și purifica apa din bacterii, spori, microorganisme simple și alge albastru-verde. Datorită proprietăților sale catalitice și reducătoare, magnezia este adesea folosită ca adsorbant pentru tratarea apelor uzate.
(a) Mărirea X13500 și (b) imaginea TEM de mărire X35000 a eșantionului hipofilit dispersat. (c) Spectrul Raman al hipofilitei tratate și (d) spectrul XPS al liniei de carbon în spectrul hipofilitului
Extracția grafenului
Pentru a pregăti rocile pentru extracția grafenului, cei doi au folosit un microscop electronic de scanare (SEM) pentru a examina impuritățile de metale grele și porozitatea în probe. De asemenea, au aplicat alte metode de laborator pentru a verifica compoziția structurală generală și prezența altor minerale în hipomfol.
După ce analiza și pregătirea eșantionului au fost finalizate, cercetătorii au putut extrage grafen din diorit după prelucrarea mecanică a eșantionului din Karelia folosind un curățător digital cu ultrasunete.
Deoarece un număr mare de eșantioane pot fi procesate folosind această metodă, nu există niciun risc de contaminare secundară și nu sunt necesare metode ulterioare de procesare a eșantionului.
Deoarece proprietățile extraordinare ale grafenului au fost cunoscute pe scară largă în comunitatea de cercetare științifică mai largă, au fost dezvoltate multe metode de producție și sinteză. Cu toate acestea, multe dintre aceste metode sunt fie procese în mai multe etape, fie necesită utilizarea de substanțe chimice și agenți puternici de oxidare și reducere.
Deși grafenul și alte filme de carbon au arătat un potențial mare de aplicare și au obținut un succes relativ în cercetare și dezvoltare, procesele care utilizează aceste materiale sunt încă în curs de dezvoltare. O parte a provocării este de a face extracția grafenului rentabil, ceea ce înseamnă că găsirea tehnologiei de dispersie potrivită este cheia.
Această dispersie sau metodă de sinteză este laborioasă și neprietenoasă pentru mediu, iar puterea acestor tehnologii poate provoca, de asemenea, defecte în grafenul produs, reducând astfel calitatea excelentă a grafenului.
Aplicarea de curățători cu ultrasunete în sinteza grafenului elimină riscurile și costurile asociate cu metode cu mai multe etape și chimice. Aplicarea acestei metode pe hipofilitul mineral natural a deschis calea pentru un nou mod ecologic de a produce grafen.
Timpul post: 04-2021 nov
