Uhlíkové filmy, ako je grafén, sú veľmi ľahké, ale veľmi silné materiály s vynikajúcim aplikačným potenciálom, ale môže byť ťažké ich vyrábať, zvyčajne si vyžadujú veľa stratégií pracovnej sily a časovo náročných stratégií a metódy sú drahé a nie sú ekologické.
Vďaka výrobe veľkého množstva grafénu, s cieľom prekonať ťažkosti, ktoré sa vyskytujú pri implementácii súčasných metód extrakcie, vedci na Ben Gurion University of Negev v Izraeli vyvinuli „zelenú“ metódu extrakcie grafénu, ktorú je možné aplikovať do širokého spektra oblastí vrátane optiky, elektroniky, ekológie a biotechnológie.
Vedci použili mechanickú disperziu na extrahovanie grafénu z prírodného minerálneho striolitu. Zistili, že minerálny hypofylit vykazuje dobré vyhliadky pri výrobe priemyselného grafénu a látok podobných grafénu.
Obsah uhlíka v hypomfibole sa môže líšiť. Podľa obsahu uhlíka môže mať hypomfibole rôzne aplikačné potenciály. Niektoré typy sa môžu použiť pre svoje katalytické vlastnosti, zatiaľ čo iné typy majú baktericídne vlastnosti.
Štrukturálne charakteristiky hypopyroxénu určujú ich aplikáciu v procese oxidačnej redukcie a môžu sa tiež použiť na výrobu vysokých pecí a výrobu liatiny liatiny s vysokým obsahom kremíka.
Vďaka svojim fyzikálnym a mechanickým vlastnostiam, hromadnej hustote, dobrej pevnosti a odolnosti proti opotrebeniu má hypofylit tiež schopnosť adsorbovať rôzne organické látky, takže sa dá skutočne použiť ako filtračný materiál. Preukázala tiež schopnosť eliminovať častice voľného radikálu, ktoré môžu kontaminovať zdroje vody.
Hypopyroxén ukazuje schopnosť dezinfikovať a čistiť vodu z baktérií, spór, jednoduchých mikroorganizmov a modro-zelených rias. Vďaka svojim vysokým katalytickým a redukčným vlastnostiam sa magnézia často používa ako adsorbent na čistenie odpadových vôd.
(A) Zväčšenie X13500 a (B) X35000 TEM obraz dispergovanej hypofylitnej vzorky. (C) Ramanské spektrum ošetreného hypofylitu a (D) XPS spektra uhlíkovej čiary v hypofylitnom spektre
Extrakcia grafénu
Na prípravu hornín na extrakciu grafénu použili dvaja skenovací elektrónový mikroskop (SEM) na preskúmanie nečistôt a pórovitosti ťažkých kovov vo vzorkách. Použili tiež ďalšie laboratórne metódy na kontrolu všeobecného štrukturálneho zloženia a prítomnosti iných minerálov v hypomfibole.
Po dokončení analýzy a prípravy vzorky boli vedci schopní extrahovať grafén z diorite po mechanickom spracovaní vzorky z Karelie pomocou digitálneho ultrazvukového čističa.
Pretože pomocou tejto metódy je možné spracovať veľké množstvo vzoriek, neexistuje riziko sekundárnej kontaminácie a následné metódy spracovania vzorky sa nevyžadujú.
Pretože mimoriadne vlastnosti grafénu boli v širšej vedeckej výskumnej komunite všeobecne známe, bolo vyvinutých veľa metód výroby a syntézy. Mnohé z týchto metód sú však buď viacstupňové procesy alebo vyžadujú použitie chemikálií a silných oxidačných a redukčných činidiel.
Aj keď grafén a iné uhlíkové filmy preukázali veľký aplikačný potenciál a dosiahol relatívny úspech v oblasti výskumu a vývoja, procesy používajúce tieto materiály sa stále vyvíjajú. Súčasťou výzvy je, aby sa nákladovo efektívne dosiahlo nákladovo náklady na grafén, čo znamená, že kľúčom je nájdenie správnej disperznej technológie.
Táto metóda disperzie alebo syntézy je namáhavá a nepriateľská environmentálne a sila týchto technológií môže tiež spôsobiť defekty v produkovanom graféne, čím sa znižuje očakávaná vynikajúca kvalita grafénu.
Aplikácia ultrazvukových čistiacich prostriedkov v syntéze grafénu eliminuje riziká a náklady spojené s viacstupňovými a chemickými metódami. Aplikácia tejto metódy na prírodný minerálny hypofyllite vydláždila cestu pre nový spôsob výroby grafénu.
Čas príspevku: november-04-2021
