لایه‌های کربنی مانند گرافن، موادی بسیار سبک اما بسیار قوی با پتانسیل کاربردی عالی هستند، اما تولید آنها ممکن است دشوار باشد، معمولاً به نیروی انسانی زیاد و استراتژی‌های زمان‌بر نیاز دارند و روش‌های آنها گران و غیرسازگار با محیط زیست هستند.
با تولید مقدار زیادی گرافن، به منظور غلبه بر مشکلات موجود در اجرای روش‌های استخراج فعلی، محققان دانشگاه بن گوریون نقب در اسرائیل یک روش استخراج گرافن "سبز" توسعه داده‌اند که می‌تواند در طیف وسیعی از زمینه‌ها، از جمله اپتیک، الکترونیک، بوم‌شناسی و بیوتکنولوژی، کاربرد داشته باشد.
محققان از پراکندگی مکانیکی برای استخراج گرافن از ماده معدنی طبیعی استریولیت استفاده کردند. آنها دریافتند که ماده معدنی هیپوفیلیت چشم‌انداز خوبی در تولید گرافن و مواد گرافن مانند در مقیاس صنعتی نشان می‌دهد.
محتوای کربن هیپومفیبول ممکن است متفاوت باشد. بسته به محتوای کربن، هیپومفیبول می‌تواند پتانسیل‌های کاربردی متفاوتی داشته باشد. برخی از انواع ممکن است برای خواص کاتالیزوری خود استفاده شوند، در حالی که انواع دیگر دارای خواص باکتری‌کشی هستند.
ویژگی‌های ساختاری هیپوپیروکسن، کاربرد آن را در فرآیند اکسیداسیون-احیا تعیین می‌کند و همچنین می‌تواند برای تولید کوره بلند و تولید فروآلیاژ چدن ریخته‌گری شده (با سیلیکون بالا) مورد استفاده قرار گیرد.
به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی، چگالی حجمی، استحکام خوب و مقاومت در برابر سایش، هیپوفیلیت همچنین توانایی جذب انواع مواد آلی را دارد، بنابراین می‌تواند به عنوان یک ماده فیلتر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین توانایی حذف ذرات رادیکال آزاد که ممکن است منابع آب را آلوده کنند را نشان داده است.
هیپوپیروکسن توانایی ضدعفونی کردن و تصفیه آب از باکتری‌ها، هاگ‌ها، میکروارگانیسم‌های ساده و جلبک‌های سبز-آبی را نشان می‌دهد. به دلیل خواص کاتالیزوری و کاهندگی بالای آن، منیزی اغلب به عنوان جاذب برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود.
(الف) بزرگنمایی X13500 و (ب) تصویر TEM با بزرگنمایی X35000 از نمونه هیپوفیلیت پراکنده. (ج) طیف رامان هیپوفیلیت تیمار شده و (د) طیف XPS خط کربن در طیف هیپوفیلیت
استخراج گرافن
برای آماده‌سازی سنگ‌ها برای استخراج گرافن، این دو نفر از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی ناخالصی‌های فلزات سنگین و تخلخل در نمونه‌ها استفاده کردند. آنها همچنین از روش‌های آزمایشگاهی دیگری برای بررسی ترکیب ساختاری کلی و وجود سایر مواد معدنی در هیپومفیبول استفاده کردند.
پس از تکمیل تجزیه و تحلیل و آماده‌سازی نمونه، محققان توانستند پس از پردازش مکانیکی نمونه از کارلیا با استفاده از یک پاک‌کننده اولتراسونیک دیجیتال، گرافن را از دیوریت استخراج کنند.
از آنجایی که تعداد زیادی نمونه را می‌توان با استفاده از این روش پردازش کرد، هیچ خطر آلودگی ثانویه وجود ندارد و روش‌های بعدی پردازش نمونه مورد نیاز نیست.
از آنجایی که خواص خارق‌العاده گرافن در جامعه تحقیقات علمی گسترده‌تر به طور گسترده شناخته شده است، روش‌های تولید و سنتز بسیاری توسعه یافته‌اند. با این حال، بسیاری از این روش‌ها یا فرآیندهای چند مرحله‌ای هستند یا نیاز به استفاده از مواد شیمیایی و عوامل اکسیدکننده و کاهنده قوی دارند.
اگرچه گرافن و سایر لایه‌های کربنی پتانسیل کاربردی بالایی از خود نشان داده‌اند و به موفقیت نسبی در تحقیق و توسعه دست یافته‌اند، اما فرآیندهایی که از این مواد استفاده می‌کنند هنوز در دست توسعه هستند. بخشی از چالش، مقرون‌به‌صرفه کردن استخراج گرافن است، به این معنی که یافتن فناوری پراکندگی مناسب، کلید اصلی است.
این روش پراکندگی یا سنتز، پرزحمت و سازگار با محیط زیست نیست و استحکام این فناوری‌ها همچنین می‌تواند باعث ایجاد نقص در گرافن تولید شده شود و در نتیجه کیفیت عالی مورد انتظار گرافن را کاهش دهد.
استفاده از پاک‌کننده‌های اولتراسونیک در سنتز گرافن، خطرات و هزینه‌های مرتبط با روش‌های چند مرحله‌ای و شیمیایی را از بین می‌برد. اعمال این روش بر روی هیپوفیلیت معدنی طبیعی، راه را برای یک روش جدید سازگار با محیط زیست برای تولید گرافن هموار کرد.
زمان ارسال: نوامبر-04-2021
