Hiilikalvot, kuten grafeeni, ovat erittäin kevyitä, mutta erittäin vahvoja materiaaleja, joilla on erinomaiset käyttömahdollisuudet, mutta niitä voi olla vaikea valmistaa, ne vaativat yleensä paljon työvoimaa ja aikaa vieviä strategioita, ja menetelmät ovat kalliita eivätkä ympäristöystävällisiä.
Suuria määriä grafeenia tuottaessaan nykyisten uuttomenetelmien käyttöönotossa kohtaamien vaikeuksien voittamiseksi Israelin Negevin Ben Gurionin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet "vihreän" grafeenin uuttomenetelmän, jota voidaan soveltaa monenlaisiin optiikka, elektroniikka, ekologia ja biotekniikka.
Tutkijat käyttivät mekaanista dispersiota grafeenin uuttamiseen luonnollisesta mineraali-strioliitista.He havaitsivat, että mineraalihypofylliitillä on hyvät mahdollisuudet tuottaa teollisen mittakaavan grafeenia ja grafeenin kaltaisia aineita.
Hypomfibolin hiilipitoisuus voi olla erilainen.Hiilipitoisuuden mukaan hypomfibolilla voi olla erilaisia käyttömahdollisuuksia.Joitakin tyyppejä voidaan käyttää niiden katalyyttisten ominaisuuksien vuoksi, kun taas toisilla tyypeillä on bakterisidisiä ominaisuuksia.
Hypopyrokseenin rakenteelliset ominaisuudet määräävät sen käytön hapetus-pelkistysprosessissa, ja sitä voidaan käyttää myös masuunien valmistukseen ja valuraudan (korkean piipitoisuuden) ferroseoksen valmistukseen.
Fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa, irtotiheyden, hyvän lujuuden ja kulutuskestävyyden ansiosta hypofylliitillä on myös kyky adsorboida erilaisia orgaanisia aineita, joten sitä voidaan todella käyttää suodatinmateriaalina.Se osoitti myös kyvyn eliminoida vapaita radikaalihiukkasia, jotka voivat saastuttaa vesilähteitä.
Hypopyrokseenilla on kyky desinfioida ja puhdistaa vettä bakteereista, itiöistä, yksinkertaisista mikro-organismeista ja sinilevistä.Korkeiden katalyyttisten ja pelkistysominaisuuksiensa vuoksi magnesiumoksidia käytetään usein adsorbenttina jäteveden käsittelyssä.
(a) X13500 suurennus ja (b) X35000 TEM-kuva dispergoidusta hypofylliittinäytteestä.(c) Käsitellyn hypofylliitin Raman-spektri ja (d) hypofylliittispektrin hiiliviivan XPS-spektri
Grafeenin uuttaminen
Kivien valmistelemiseksi grafeenin uuttamista varten he käyttivät pyyhkäisyelektronimikroskooppia (SEM) tutkimaan näytteiden raskasmetalliepäpuhtauksia ja huokoisuutta.He käyttivät myös muita laboratoriomenetelmiä tarkistaakseen hypomfibolin yleisen rakenteellisen koostumuksen ja muiden mineraalien läsnäolon.
Näytteen analysoinnin ja valmistelun jälkeen tutkijat pystyivät erottamaan grafeenia dioriitista käsiteltyään mekaanisesti Karjalan näytteen digitaalisella ultraäänipuhdistimella.
Koska tällä menetelmällä voidaan käsitellä suuri määrä näytteitä, sekundaarikontaminaation vaaraa ei ole, eikä myöhempiä näytteenkäsittelymenetelmiä tarvita.
Koska grafeenin poikkeukselliset ominaisuudet ovat olleet laajalti tunnettuja laajemmassa tieteellisessä tutkimusyhteisössä, monia tuotanto- ja synteesimenetelmiä on kehitetty.Monet näistä menetelmistä ovat kuitenkin joko monivaiheisia prosesseja tai vaativat kemikaalien ja vahvojen hapettimien ja pelkistysaineiden käyttöä.
Vaikka grafeeni ja muut hiilikalvot ovat osoittaneet suurta sovelluspotentiaalia ja saavuttaneet suhteellista T&K-menestystä, näitä materiaaleja käyttäviä prosesseja kehitetään edelleen.Osa haastetta on tehdä grafeenin louhinnasta kustannustehokasta, mikä tarkoittaa, että oikean dispersioteknologian löytäminen on avainasemassa.
Tämä dispersio- tai synteesimenetelmä on työläs ja ympäristölle epäystävällinen, ja näiden teknologioiden vahvuus voi myös aiheuttaa vikoja tuotetussa grafeenissa, mikä heikentää grafeenin odotettua erinomaista laatua.
Ultraäänipuhdistusaineiden käyttö grafeenisynteesissä eliminoi monivaiheisiin ja kemiallisiin menetelmiin liittyvät riskit ja kustannukset.Tämän menetelmän soveltaminen luonnolliseen mineraalihypofylliittiin loi tietä uudelle ympäristöystävälliselle tavalle tuottaa grafeenia.
Postitusaika: 04.11.2021