Ugljični filmovi kao što je grafen vrlo su lagani, ali vrlo čvrsti materijali s izvrsnim potencijalom primjene, ali mogu biti teški za proizvodnju, obično zahtijevaju mnogo radne snage i dugotrajne strategije, a metode su skupe i nisu ekološki prihvatljive.
S proizvodnjom velike količine grafena, kako bi se prevladale poteškoće u primjeni trenutnih metoda ekstrakcije, istraživači sa Sveučilišta Ben Gurion u Negevu u Izraelu razvili su "zelenu" metodu ekstrakcije grafena koja se može primijeniti na širok raspon područja, uključujući optiku, elektroniku, ekologiju i biotehnologiju.
Istraživači su koristili mehaničku disperziju za izdvajanje grafena iz prirodnog minerala striolita.Otkrili su da mineral hipofilit pokazuje dobre izglede u proizvodnji grafena i tvari sličnih grafenu u industrijskim razmjerima.
Sadržaj ugljika u hipomfibolu može biti različit.Ovisno o sadržaju ugljika, hipomfibol može imati različite mogućnosti primjene.Neke vrste mogu se koristiti zbog svojih katalitičkih svojstava, dok druge vrste imaju baktericidna svojstva.
Strukturne karakteristike hipopiroksena određuju njihovu primjenu u oksidacijsko-redukcijskim procesima, a može se koristiti i za proizvodnju visokih peći i proizvodnju ferolegura od lijevanog (visokosilicijskog) lijevanog željeza.
Zbog svojih fizičkih i mehaničkih svojstava, nasipne gustoće, dobre čvrstoće i otpornosti na trošenje, hipofilit također ima sposobnost adsorpcije različitih organskih tvari, tako da se zapravo može koristiti kao filtarski materijal.Također je pokazao sposobnost eliminacije slobodnih radikalnih čestica koje mogu kontaminirati izvore vode.
Hipopiroksen pokazuje sposobnost dezinfekcije i pročišćavanja vode od bakterija, spora, jednostavnih mikroorganizama i modrozelenih algi.Zbog svojih visokih katalitičkih i redukcijskih svojstava, magnezij se često koristi kao adsorbent za pročišćavanje otpadnih voda.
(a) povećanje X13500 i (b) povećanje X35000 TEM slika raspršenog uzorka hipofilita.(c) Ramanov spektar tretiranog hipofilita i (d) XPS spektar karbonske linije u spektru hipofilita
Ekstrakcija grafena
Kako bi pripremili stijene za ekstrakciju grafena, njih dvoje su koristili skenirajući elektronski mikroskop (SEM) kako bi ispitali nečistoće teških metala i poroznost u uzorcima.Također su primijenili druge laboratorijske metode za provjeru općeg strukturnog sastava i prisutnosti drugih minerala u hipomfibolu.
Nakon što su analiza i priprema uzorka završeni, istraživači su uspjeli izdvojiti grafen iz diorita nakon mehaničke obrade uzorka iz Karelije pomoću digitalnog ultrazvučnog čistača.
Budući da se ovom metodom može obraditi veliki broj uzoraka, ne postoji opasnost od sekundarne kontaminacije, a naknadne metode obrade uzoraka nisu potrebne.
Budući da su izvanredna svojstva grafena nadaleko poznata u široj znanstveno-istraživačkoj zajednici, razvijene su mnoge metode proizvodnje i sinteze.Međutim, mnoge od ovih metoda su procesi u više koraka ili zahtijevaju upotrebu kemikalija i jakih oksidacijskih i redukcijskih sredstava.
Iako su grafen i drugi ugljični filmovi pokazali veliki potencijal primjene i postigli relativan uspjeh u istraživanju i razvoju, procesi koji koriste te materijale još su u razvoju.Dio izazova je učiniti ekstrakciju grafena isplativom, što znači da je ključno pronaći pravu tehnologiju disperzije.
Ova metoda disperzije ili sinteze je naporna i nepovoljna za okoliš, a snaga ovih tehnologija također može uzrokovati nedostatke u proizvedenom grafenu, čime se smanjuje očekivana izvrsna kvaliteta grafena.
Primjena ultrazvučnih čistača u sintezi grafena eliminira rizike i troškove povezane s višestupanjskim i kemijskim metodama.Primjena ove metode na prirodni mineral hipofilit otvorila je put za novi ekološki prihvatljiv način proizvodnje grafena.
Vrijeme objave: 4. studenog 2021