Sellised süsinikfilmid, näiteks grafeen, on väga kerged, kuid väga tugevad materjalid, millel on suurepärane rakenduspotentsiaal, kuid neid võib olla keeruline, vajavad tavaliselt palju tööjõudu ja aeganõudvaid strateegiaid ning meetodid on kallid ja mitte keskkonnasõbralikud.
Suure hulga grafeeni tootmisega on praeguste ekstraheerimismeetodite rakendamisel raskuste ületamiseks Iisraelis Ben Gurioni ülikooli teadlased välja töötanud “rohelise” grafeeni ekstraheerimise meetodi, mida saab rakendada paljudes väljades, sealhulgas optika, elektroonika, ökoloogia ja biotehnoloogia.
Teadlased kasutasid grafeeni eraldamiseks looduslikust mineraalsest strioliidist mehaanilist dispersiooni. Nad leidsid, et mineraalhüpofülliit näitab häid väljavaateid tööstusliku grafeeni ja grafeenitaoliste ainete tootmisel.
Süsinikusisaldus hüpomfibole võib olla erinev. Süsinikusisalduse kohaselt võib hüpomfiboolil olla erinev rakenduspotentsiaal. Mõningaid tüüpe võib kasutada nende katalüütiliste omaduste jaoks, samas kui teistel tüüpidel on bakteritsiidsed omadused.
Hüpopürokseeni struktuurilised omadused määravad nende kasutamise oksüdatsiooni-reduktsiooni protsessis ning seda saab kasutada ka kõrgahju tootmiseks ja valatud (kõrge räni) malmist ferroalloy tootmiseks.
Oma füüsiliste ja mehaaniliste omaduste, puistetiheduse, hea tugevuse ja kulumiskindluse tõttu on hüpofülliidil võime ka mitmesuguseid orgaanilisi aineid adsorbeerida, nii et seda saab tegelikult kasutada filtermaterjalina. See näitas ka võimet kõrvaldada vabad radikaalsed osakesed, mis võivad veeallikaid saastada.
Hüpopürokseen näitab võimet desinfitseerida ja puhastada vett bakteritest, eostest, lihtsatest mikroorganismidest ja sinirohelistest vetikatest. Suure katalüütilise ja redutseeriva omaduste tõttu kasutatakse magneesiumid sageli reoveepuhastuse adsorbeendina.
(A) X13500 suurendus ja (b) x35000 suurendus TEM -pilt dispergeeritud hüpofülliidiproovist. c) töödeldud hüpofülliidi Ramani spekter ja (d) süsinikujoone XPS -spekter hüpofülliidi spektris
Grafeeni ekstraheerimine
Grafeeni ekstraheerimiseks kivimite ettevalmistamiseks kasutasid mõlemad skaneeriva elektronmikroskoobi (SEM), et uurida proovides raskemetalli lisandeid ja poorsust. Samuti rakendasid nad muid laboratoorseid meetodeid, et kontrollida üldist struktuurset koostist ja teiste mineraalide esinemist hüpomfiboolis.
Pärast proovide analüüsi ja ettevalmistamist suutsid teadlased dioriidist grafeeni kaevandada pärast proovi mehaanilist töötlemist Kareliast, kasutades digitaalset ultrahelipuhastajat.
Kuna selle meetodi abil saab töödelda suurt hulka proove, pole sekundaarse saastumise ohtu ja sellele järgnevaid proovide töötlemise meetodeid pole vaja.
Kuna grafeeni erakordseid omadusi on laiemas teadusuuringute kogukonnas laialt tuntud, on välja töötatud palju tootmis- ja sünteesimeetodeid. Kuid paljud neist meetoditest on kas mitmeastmelised protsessid või nõuavad kemikaalide kasutamist ning tugevaid oksüdeerivaid ja redutseerivaid aineid.
Ehkki grafeen ja muud süsinikufilmid on näidanud suurepärast rakenduspotentsiaali ning saavutanud suhtelise teadus- ja arendustegevuse edu, on neid materjale kasutavaid protsesse endiselt väljatöötamisel. Osa väljakutsest on muuta grafeeni ekstraheerimine kuluefektiivseks, mis tähendab, et võti on õige dispersioonitehnoloogia leidmine.
See dispersiooni- või sünteesimeetod on töömahukas ja keskkonnasõbralik ning nende tehnoloogiate tugevus võib põhjustada ka toodetud grafeeni defekte, vähendades sellega grafeeni eeldatavat suurepärast kvaliteeti.
Ultraheli puhastusvahendite rakendamine grafeeni sünteesis välistab mitmeastmeliste ja keemiliste meetoditega seotud riskid ja kulud. Selle meetodi rakendamine loodusliku mineraali hüpofülliidile sillutas teed uue keskkonnasõbraliku grafeeni tootmiseks.
Postiaeg: november-04-2021
