Карбонски филмови попут графена су веома лагани, али веома јаки материјали са одличним потенцијалом примене, али могу бити тешки за производњу, обично захтевају много радне снаге и дуготрајне стратегије, а методе су скупе и нису еколошки прихватљиве.
Са производњом велике количине графена, како би превазишли потешкоће са којима се сусрећу у примени тренутних метода екстракције, истраживачи са Универзитета Бен Гурион у Негеву у Израелу развили су „зелену“ методу екстракције графена која се може применити у широком спектру области, укључујући оптику, електронику, екологију и биотехнологију.
Истраживачи су користили механичку дисперзију да би извукли графен из природног минерала стриолита. Открили су да минерал хипофилит показује добре перспективе у производњи графена и супстанци сличних графену у индустријским размерама.
Садржај угљеника у хипофиболу може бити различит. У складу са садржајем угљеника, хипофибол може имати различите потенцијале примене. Неке врсте се могу користити због својих каталитичких својстава, док друге врсте имају бактерицидна својства.
Структурне карактеристике хипопироксена одређују њихову примену у оксидационо-редукционом процесу, а може се користити и за производњу високих пећи и производњу феролегура од ливеног (високосилицијског) ливеног гвожђа.
Због својих физичких и механичких својстава, густине у насипу, добре чврстоће и отпорности на хабање, хипофилит такође има способност да адсорбује разне органске супстанце, тако да се заправо може користити као материјал за филтере. Такође је показао способност да елиминише честице слободних радикала које могу контаминирати изворе воде.
Хипопироксен показује способност дезинфекције и пречишћавања воде од бактерија, спора, једноставних микроорганизама и плавозелених алги. Због својих високих каталитичких и редукционих својстава, магнезијум се често користи као адсорбент за пречишћавање отпадних вода.
(а) Увећање од 13500 пута и (б) ТЕМ слика диспергованог узорка хипофилита при увећању од 35000 пута. (ц) Раманов спектар третираног хипофилита и (д) XPS спектар угљеничне линије у спектру хипофилита
Екстракција графена
Да би припремили стене за екстракцију графена, њих двојица су користили скенирајући електронски микроскоп (СЕМ) да би испитали нечистоће тешких метала и порозност у узорцима. Такође су применили и друге лабораторијске методе да би проверили општи структурни састав и присуство других минерала у хипофиболу.
Након што су анализа и припрема узорка завршени, истраживачи су могли да издвоје графен из диорита након механичке обраде узорка из Карелије помоћу дигиталног ултразвучног чистача.
Пошто се овом методом може обрадити велики број узорака, не постоји ризик од секундарне контаминације, а нису потребне ни накнадне методе обраде узорака.
Пошто су изванредна својства графена широко позната у широј научноистраживачкој заједници, развијене су многе методе производње и синтезе. Међутим, многе од ових метода су или вишестепени процеси или захтевају употребу хемикалија и јаких оксидационих и редукционих средстава.
Иако су графен и други угљенични филмови показали велики потенцијал примене и постигли релативан успех у истраживању и развоју, процеси који користе ове материјале су још увек у развоју. Део изазова је учинити екстракцију графена исплативом, што значи да је проналажење праве технологије дисперзије кључно.
Ова метода дисперзије или синтезе је напорна и еколошки неприхватљива, а снага ових технологија такође може изазвати дефекте у произведеном графену, чиме се смањује очекивани одличан квалитет графена.
Примена ултразвучних чистача у синтези графена елиминише ризике и трошкове повезане са вишестепеним и хемијским методама. Примена ове методе на природни минерал хипофилит отворила је пут новом еколошки прихватљивом начину производње графена.
Време објаве: 04.11.2021.
