Ogljikovi filmi, kot je grafen, so zelo lahki, a zelo močni materiali z odličnim potencialom uporabe, vendar jih je težko izdelati, običajno zahtevajo veliko strategij delovne sile in zamudnih, metode pa so drage in ne okolju prijazne.
S proizvodnjo velike količine grafena so za premagovanje težav, ki se srečujejo z izvajanjem trenutnih metod ekstrakcije, raziskovalci z univerze Ben Gurion v Negevu v Izraelu razvili "zeleno" metodo ekstrakcije grafena, ki jo je mogoče uporabiti za široko paleto polj, vključno z optiko, elektroniko, ekologijo in biotehnologijo.
Raziskovalci so uporabili mehansko disperzijo za ekstrakcijo grafena iz naravnega mineralnega striolita. Ugotovili so, da mineralni hipofilit kaže na dobre možnosti pri proizvodnji industrijskega grafena in grafena podobnih snovi.
Vsebnost ogljika v hipomphibolu je lahko drugačna. Glede na vsebnost ogljika ima lahko hipompfibol različne potenciale uporabe. Nekatere vrste se lahko uporabljajo za njihove katalitične lastnosti, druge vrste pa baktericidne lastnosti.
Strukturne značilnosti hipopiroksena določajo njihovo uporabo v procesu zmanjšanja oksidacije, poleg tega pa se lahko uporabijo tudi za proizvodnjo plavbe in proizvodnjo litega železa iz lita (visokega silicija).
Zaradi fizičnih in mehanskih lastnosti, gostote v razsutem stanju, dobre moči in odpornosti proti obrabi ima hipofilit tudi možnost, da adsorbira različne organske snovi, tako da ga je mogoče dejansko uporabiti kot filtrirni material. Dokazala je tudi sposobnost odpravljanja delcev prostih radikalov, ki lahko kontaminirajo vire vode.
Hipopiroksen kaže sposobnost razkuževanja in čiščenja vode iz bakterij, spor, preprostih mikroorganizmov in modro-zelenih alg. Zaradi visokih katalitičnih in reducirnih lastnosti se Magnezija pogosto uporablja kot adsorbent za čiščenje odpadne vode.
(A) Povečava X13500 in (b) X35000 Slika TEM slike razpršenega vzorca hipofilita. (c) Ramanov spekter zdravljenega hipofilita in (d) XPS spektra ogljikove črte v spektru hipofilita
Ekstrakcija grafena
Za pripravo kamnin za ekstrakcijo grafena sta dva uporabila skenirajoč elektronski mikroskop (SEM), da bi pregledala nečistoče in poroznost težkih kovin v vzorcih. Uporabili so tudi druge laboratorijske metode za preverjanje splošne strukturne sestave in prisotnosti drugih mineralov v hipomfibolu.
Po zaključku vzorčne analize in priprave so raziskovalci lahko po mehanski obdelavi vzorca iz Karelia izvlekli grafena iz diorita z digitalnim ultrazvočnim čistilom.
Ker se lahko veliko število vzorcev obdela s to metodo, ni tveganja za sekundarno kontaminacijo in naknadne metode obdelave vzorcev niso potrebne.
Ker so bile v širši znanstveni raziskovalni skupnosti splošno znane izjemne lastnosti grafena, so bile razvite številne metode proizvodnje in sinteze. Vendar pa so številne od teh metod bodisi večstopenjski procesi ali pa zahtevajo uporabo kemikalij in močna oksidacijska in reducirajoča sredstva.
Čeprav so grafen in drugi ogljikovi filmi pokazali odličen potencial uporabe in dosegli relativni uspeh raziskav in razvoja, so procesi, ki uporabljajo te materiale, še vedno v razvoju. Del izziva je, da se ekstrakcija grafena stroškovno učinkovita, kar pomeni, da je ključno iskanje prave disperzijske tehnologije.
Ta metoda disperzije ali sinteze je naporna in okolju neprijazna, moč teh tehnologij pa lahko povzroči tudi napake v proizvedenem grafenu in s tem zmanjša pričakovano odlično kakovost grafena.
Uporaba ultrazvočnih čistil v sintezi grafena odpravlja tveganja in stroške, povezane z večstopenjskimi in kemičnimi metodami. Uporaba te metode za naravni mineralni hipofilit je utrla pot za nov okolju prijazen način proizvodnje grafena.
Čas objave: november-04-2021
