Ugljični filmovi poput grafena vrlo su lagani, ali vrlo jaki materijali s izvrsnim potencijalom primjene, ali mogu biti teško izraditi, obično zahtijevaju puno strategija radne snage i dugotrajnih, a metode su skupe i nisu ekološki prihvatljive.
Proizvodnom velikom količinom grafena, kako bi se prevladale poteškoće koje su se pojavile u provođenju trenutnih metoda ekstrakcije, istraživači sa Sveučilišta Ben Gurion iz Negeva u Izraelu razvili su „zelenu“ metodu ekstrakcije grafena koja se može primijeniti na širokom rasponu polja, uključujući optiku, elektroniku i biotehnologiju.
Istraživači su koristili mehaničku disperziju za izvlačenje grafena iz prirodnog mineralnog strijelita. Otkrili su da mineralni hipofilit pokazuje dobre izglede u proizvodnji industrijskih grafena i grafenskih tvari.
Sadržaj ugljika u hipomfibolu može biti različit. Prema sadržaju ugljika, hipomfibol može imati različite potencijale primjene. Neke se vrste mogu koristiti za njihova katalitička svojstva, dok druge vrste imaju baktericidna svojstva.
Strukturne karakteristike hipopiroksena određuju njihovu primjenu u procesu smanjenja oksidacije, a može se koristiti i za proizvodnju visokih peći i proizvodnju od lijevanog željeza od lijevanog (visokog silicija).
Zbog svojih fizičkih i mehaničkih svojstava, gustoće skupne snage, dobre čvrstoće i otpornosti na habanje, hipofilit također ima mogućnost adsorbiranja raznih organskih tvari, tako da se zapravo može koristiti kao filtrirani materijal. Također je pokazao sposobnost uklanjanja čestica slobodnih radikala koje mogu kontaminirati izvore vode.
Hipopiroksen pokazuje sposobnost dezinfekcije i pročišćavanja vode iz bakterija, spora, jednostavnih mikroorganizama i plavo-zelenih algi. Zbog svojih visokih katalitičkih i redukcijskih svojstava, magnezija se često koristi kao adsorbent za pročišćavanje otpadnih voda.
(a) X13500 povećanje i (b) x35000 povećava TEM slika raspršenog uzorka hipofilita. (c) Ramanov spektar tretiranog hipofilita i (d) XPS spektra ugljične linije u spektru hipofilita
Vađenje grafena
Da bi pripremili stijene za ekstrakciju grafena, njih dvoje su koristili skenirajući elektronski mikroskop (SEM) za ispitivanje nečistoća i poroznosti teških metala u uzorcima. Također su primijenili druge laboratorijske metode za provjeru općeg strukturnog sastava i prisutnosti drugih minerala u hipomfibolu.
Nakon završetka analize uzorka i pripreme, istraživači su uspjeli izvući grafen iz diorita nakon mehaničkih obrade uzorka iz Karelije pomoću digitalnog ultrazvučnog čistača.
Budući da se veliki broj uzoraka može obraditi ovom metodom, nema rizika od sekundarne kontaminacije, a naknadne metode obrade uzoraka nisu potrebne.
Budući da su izvanredna svojstva grafena široko poznata u široj znanstvenom istraživačkoj zajednici, razvijene su mnoge metode proizvodnje i sinteze. Međutim, mnoge od ovih metoda su ili više koraka ili zahtijevaju upotrebu kemikalija i snažna oksidirajuća i smanjena sredstva.
Iako su grafen i drugi karbonski filmovi pokazali veliki potencijal primjene i postigli su relativni uspjeh istraživanja i razvoja, procesi koji koriste ove materijale još uvijek su u razvoju. Dio izazova je učiniti ekonomičnu ekstrakciju grafena, što znači da je ključno pronalaženje ispravne tehnologije disperzije.
Ova metoda disperzije ili sinteze je naporna i ekološka neprijateljska, a snaga ovih tehnologija također može uzrokovati nedostatke u proizvedenom grafenu, smanjujući na taj način očekivanu izvrsnu kvalitetu grafena.
Primjena ultrazvučnih čistača u sintezi grafena eliminira rizike i troškove povezane s multi-koračnim i kemijskim metodama. Primjenjujući ovu metodu na prirodni mineralni hipofilit utrčao je put novom ekološki prihvatljivom načinu proizvodnje grafena.
Post Vrijeme: NOV-04-2021
