Hiilikalvot, kuten grafeeni, ovat erittäin kevyitä, mutta erittäin vahvoja materiaaleja, joilla on erinomainen levityspotentiaali, mutta ne voivat olla vaikeaa valmistaa, yleensä vaativat paljon työvoimaa ja aikaa vieviä strategioita, ja menetelmät ovat kalliita eikä ympäristöystävällisiä.
Suuren määrän grafeenin tuottamisen myötä Israelin Ben Gurionin yliopiston tutkijat ovat nykyisten uuttomenetelmien toteuttamisessa olevien vaikeuksien ratkaisemiseksi Israelissa kehittäneet ”vihreän” grafeenin uuttamismenetelmän, jota voidaan soveltaa monille aloille, mukaan lukien optiikka, elektroniikka, ekologia ja bioteknologia.
Tutkijat käyttivät mekaanista dispersiota grafeenin purkamiseen luonnollisesta mineraalitrioliitista. He havaitsivat, että mineraalihypofylliitti osoittaa hyviä näkymiä teollisuuden grafeenin ja grafeenimaisten aineiden tuottamisessa.
Hypomfibolin hiilipitoisuus voi olla erilainen. Hiilipitoisuuden mukaan hypomfibolilla voi olla erilaisia sovelluspotentiaalia. Joitakin tyyppejä voidaan käyttää niiden katalyyttisissä ominaisuuksissa, kun taas muilla tyypeillä on bakterisidiset ominaisuudet.
Hypopyrokseenin rakenteelliset ominaisuudet määrittävät niiden levityksen hapettumisen vähentämisprosessissa, ja sitä voidaan käyttää myös uunien tuotantoon ja valuraudan (korkean piin) valuraudan ferroalloosin tuotantoon.
Fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa, irtotiheyden, hyvän lujuuden ja kulutuskestävyyden vuoksi hypofylliittillä on myös kyky adsorboida erilaisia orgaanisia aineita, joten sitä voidaan tosiasiallisesti käyttää suodatinmateriaalina. Se osoitti myös kyvyn eliminoida vapaiden radikaalien hiukkaset, jotka voivat saastuttaa vesilähteet.
Hypopyrokseeni osoittaa kyvyn desinfioida ja puhdistaa vettä bakteereista, itiöistä, yksinkertaisista mikro-organismeista ja sinivihreistä levästä. Korkean katalyyttisen ja pelkistävien ominaisuuksien vuoksi magnesiaa käytetään usein adsorbenttina jäteveden käsittelyyn.
(a) X13500 suurennus ja (b) x35000 suurennus TEM -kuva dispergoituneesta hypofylliitinäytteestä. (c) Hiililinjan käsitellyn hypofylliitin Raman -spektri
Grafeenin uuttaminen
Kivien valmistamiseksi grafeenin uuttamista varten kaksi käyttivät skannaavaa elektronimikroskooppia (SEM) näytteiden raskasmetallien epäpuhtauksien ja huokoisuuden tutkimiseksi. He käyttivät myös muita laboratoriomenetelmiä yleisen rakenteellisen koostumuksen ja muiden mineraalien läsnäolon tarkistamiseksi hypomfibolissa.
Kun näytteen analysointi ja valmistelu oli saatu päätökseen, tutkijat pystyivät purkamaan grafeenin dioriitista sen jälkeen, kun näytteistä oli mekaanisesti prosessoitu Kareliasta digitaalisen ultraäänipuhdistuksen avulla.
Koska suuri määrä näytteitä voidaan prosessoida tällä menetelmällä, toissijaisen saastumisen riskiä ei ole, eikä sitä seuraavia näytteenkäsittelymenetelmiä vaadita.
Koska grafeenin poikkeukselliset ominaisuudet on tiedossa laajasti laajemmassa tieteellisessä tutkimusyhteisössä, on kehitetty monia tuotanto- ja synteesimenetelmiä. Monet näistä menetelmistä ovat kuitenkin joko monivaiheisia prosesseja tai vaativat kemikaalien käyttöä ja voimakkaita hapettavia ja pelkistäviä aineita.
Vaikka grafeeni ja muut hiilikalvot ovat osoittaneet suurta sovelluspotentiaalia ja saavuttaneet suhteellisen T & K -menestyksen, näitä materiaaleja käyttävät prosessit ovat edelleen kehitteillä. Osa haasteesta on tehdä grafeenin uuttamisesta kustannustehokas, mikä tarkoittaa, että oikean hajontatekniikan löytäminen on avain.
Tämä dispersio- tai synteesimenetelmä on työläs ja ympäristöystävällinen, ja näiden tekniikoiden vahvuus voi myös aiheuttaa vikoja tuotetussa grafeenissa, vähentäen siten grafeenin odotettua erinomaista laatua.
Ultraäänipuhdistusaineiden käyttö grafeenisynteesissä eliminoi monivaiheisiin ja kemiallisiin menetelmiin liittyvät riskit ja kustannukset. Tämän menetelmän soveltaminen luonnolliseen mineraalihypofylliittiin tasoitti tietä uudelle ympäristöystävälliselle tapalle tuottaa grafeenia.
Viestin aika: marraskuu-04-2021
