Ugljični filmovi kao što je grafen su vrlo lagani, ali vrlo jaki materijali s odličnim potencijalom primjene, ali mogu biti teški za proizvodnju, obično zahtijevaju puno radne snage i dugotrajne strategije, a metode su skupe i nisu ekološki prihvatljive.
Uz proizvodnju velike količine grafena, kako bi se prevladale poteškoće na koje se susreću u implementaciji trenutnih metoda ekstrakcije, istraživači sa Univerziteta Ben Gurion u Negevu u Izraelu razvili su „zelenu“ metodu ekstrakcije grafena koja se može primijeniti na širok spektar oblasti, uključujući optiku, elektroniku, ekologiju i biotehnologiju.
Istraživači su koristili mehaničku disperziju za ekstrakciju grafena iz prirodnog minerala striolita.Otkrili su da mineral hipofilit pokazuje dobre izglede za proizvodnju grafena u industrijskim razmjerima i tvari sličnih grafenu.
Sadržaj ugljika hipomfibola može biti različit.Prema sadržaju ugljika, hipomfibol može imati različite potencijale primjene.Neki tipovi se mogu koristiti zbog svojih katalitičkih svojstava, dok drugi tipovi imaju baktericidna svojstva.
Strukturne karakteristike hipopiroksena određuju njegovu primenu u oksidaciono-redukcionom procesu, a može se koristiti i za proizvodnju u visokim pećima i proizvodnju ferolegura livenog (visokosilicijumskog) livenog gvožđa.
Zbog svojih fizičkih i mehaničkih svojstava, nasipne gustine, dobre čvrstoće i otpornosti na habanje, hipofilit takođe ima sposobnost da adsorbuje razne organske supstance, tako da se zapravo može koristiti kao filterski materijal.Takođe je pokazao sposobnost eliminacije čestica slobodnih radikala koje mogu kontaminirati izvore vode.
Hipopiroksen pokazuje sposobnost dezinfekcije i prečišćavanja vode od bakterija, spora, jednostavnih mikroorganizama i plavo-zelenih algi.Zbog svojih visokih katalitičkih i redukcijskih svojstava, magnezijum se često koristi kao adsorbens za tretman otpadnih voda.
(a) X13500 uvećanje i (b) uvećanje X35000 TEM slika dispergovanog uzorka hipofilita.(c) Ramanov spektar tretiranog hipofilita i (d) XPS spektar ugljične linije u spektru hipofilita
Ekstrakcija grafena
Kako bi pripremili stijene za ekstrakciju grafena, njih dvoje su koristili skenirajući elektronski mikroskop (SEM) da ispitaju nečistoće teških metala i poroznost u uzorcima.Primijenili su i druge laboratorijske metode kako bi provjerili opći strukturni sastav i prisustvo drugih minerala u hipomfibolu.
Nakon što su završena analiza i priprema uzorka, istraživači su uspjeli izvući grafen iz diorita nakon mehaničke obrade uzorka iz Karelije pomoću digitalnog ultrazvučnog čistača.
Budući da se ovim metodom može obraditi veliki broj uzoraka, ne postoji rizik od sekundarne kontaminacije, a naknadne metode obrade uzoraka nisu potrebne.
Budući da su izvanredne osobine grafena nadaleko poznate u široj naučnoistraživačkoj zajednici, razvijene su mnoge metode proizvodnje i sinteze.Međutim, mnoge od ovih metoda su ili 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 relativni uspjeh u istraživanju i razvoju, procesi koji koriste ove materijale su još uvijek u razvoju.Dio izazova je da se ekstrakcija grafena učini isplativom, što znači da je pronalaženje prave tehnologije disperzije ključ.
Ova metoda disperzije ili sinteze je naporna i ekološki neprikladna, a snaga ovih tehnologija može uzrokovati i defekte u proizvedenom grafenu, čime se smanjuje očekivani odličan kvalitet grafena.
Primena ultrazvučnih čistača u sintezi grafena eliminiše rizike i troškove povezane sa višestepenim i hemijskim metodama.Primjena ove metode na prirodni mineral hipofilit utrla je put za novi ekološki prihvatljiv način proizvodnje grafena.
Vrijeme objave: 04.11.2021