Kolefnisfilmur eins og grafen eru mjög létt en mjög sterk efni með frábæra möguleika í notkun, en geta verið erfiðar í framleiðslu, krefjast yfirleitt mikils mannafla og tímafrekra aðferða, og aðferðirnar eru dýrar og ekki umhverfisvænar.
Til að vinna bug á þeim erfiðleikum sem upp koma við að nota núverandi útdráttaraðferðir hafa vísindamenn við Ben Gurion-háskólann í Negev í Ísrael þróað „græna“ grafínútdráttaraðferð sem hægt er að nota á fjölbreyttum sviðum, þar á meðal ljósfræði, rafeindatækni, vistfræði og líftækni, til að vinna bug á þeim erfiðleikum sem koma upp við að nota núverandi útdráttaraðferðir.
Rannsakendur notuðu vélræna dreifingu til að vinna grafen úr náttúrulega steinefninu stríólíti. Þeir komust að því að steinefnið hýpófyllít hefur góða möguleika í framleiðslu á grafeni og grafenlíkum efnum á iðnaðarskala.
Kolefnisinnihald hýpómfóls getur verið mismunandi. Samkvæmt kolefnisinnihaldi getur hýpómfól haft mismunandi notkunarmöguleika. Sumar gerðir má nota vegna hvataeiginleika sinna, en aðrar hafa bakteríudrepandi eiginleika.
Byggingareiginleikar hypopyroxens ráða notkun þess í oxunar- og afoxunarferlinu og það er einnig hægt að nota það til framleiðslu á háofnum og járnblendiframleiðslu á steypujárni (með háu sílikoni).
Vegna eðlisfræðilegra og vélrænna eiginleika sinna, þéttleika, góðs styrks og slitþols hefur hýpófyllít einnig getu til að aðsoga fjölbreytt lífræn efni, þannig að það er í raun hægt að nota það sem síuefni. Það sýndi einnig fram á getu til að útrýma sindurefnum sem geta mengað vatnslindir.
Hýpóýroxen sýnir getu til að sótthreinsa og hreinsa vatn úr bakteríum, gróum, einföldum örverum og blágrænum þörungum. Vegna mikilla hvata- og afoxunareiginleika er magnesía oft notuð sem aðsogsefni við skólphreinsun.
(a) X13500 stækkun og (b) X35000 stækkun TEM mynd af dreifðu hýpófyllítsýni. (c) Raman litróf meðhöndlaðs hýpófyllíts og (d) XPS litróf kolefnislínunnar í hýpófyllítlitrófinu.
Grafínútdráttur
Til að undirbúa bergið fyrir grafínútdrátt notuðu þeir tveir rafeindasmásjá (SEM) til að skoða óhreinindi og gegndræpi þungmálma í sýnunum. Þeir beittu einnig öðrum rannsóknarstofuaðferðum til að kanna almenna byggingarsamsetningu og nærveru annarra steinefna í blóðkorninu.
Eftir að greiningu og undirbúningi sýnisins var lokið gátu vísindamennirnir unnið grafen úr díórítinu eftir að hafa unnið sýnið frá Karelíu vélrænt með stafrænum ómskoðunarhreinsi.
Þar sem hægt er að vinna úr miklum fjölda sýna með þessari aðferð er engin hætta á aukamengun og ekki er þörf á frekari sýnavinnsluaðferðum.
Þar sem einstakir eiginleikar grafens hafa verið víða þekktir í víðara vísindasamfélagi hafa margar framleiðslu- og myndunaraðferðir verið þróaðar. Hins vegar eru margar af þessum aðferðum annað hvort fjölþrepa ferli eða krefjast notkunar efna og sterkra oxunar- og afoxunarefna.
Þótt grafín og aðrar kolefnisfilmur hafi sýnt mikla möguleika í notkun og náð tiltölulega góðum árangri í rannsóknum og þróun, eru ferlarnir sem nota þessi efni enn í þróun. Hluti af áskoruninni er að gera grafínútdrátt hagkvæman, sem þýðir að það er lykilatriði að finna rétta dreifingartækni.
Þessi dreifingar- eða myndunaraðferð er erfið og umhverfisvæn, og styrkur þessarar tækni getur einnig valdið göllum í framleiddu grafeni og þar með dregið úr væntanlegri framúrskarandi gæðum grafens.
Notkun ómskoðunarhreinsiefna við grafínframleiðslu útilokar áhættu og kostnað sem fylgir fjölþrepa- og efnafræðilegum aðferðum. Með því að beita þessari aðferð á náttúrulega steinefnið hypofyllít var brautin lögð fyrir nýja umhverfisvæna leið til að framleiða grafín.
Birtingartími: 4. nóvember 2021
