Qrafen kimi karbon filmləri çox yüngül, lakin əla tətbiq potensialına malik çox möhkəm materiallardır, lakin istehsalı çətin ola bilər, adətən çoxlu işçi qüvvəsi və vaxt aparan strategiyalar tələb edir və metodlar bahalı və ekoloji cəhətdən təmiz deyil.
İsrailin Negev əyalətinin Ben Gurion Universitetinin tədqiqatçıları mövcud ekstraksiya metodlarının tətbiqində qarşılaşdıqları çətinlikləri aradan qaldırmaq üçün çoxlu miqdarda qrafen istehsalı ilə optika, elektronika, ekologiya və biotexnologiya da daxil olmaqla geniş sahələrdə tətbiq oluna bilən "yaşıl" qrafen ekstraksiya metodu hazırlayıblar.
Tədqiqatçılar təbii striolit mineralından qrafen çıxarmaq üçün mexaniki dispersiyadan istifadə etdilər. Onlar hipofillit mineralının sənaye miqyaslı qrafen və qrafenə bənzər maddələrin istehsalında yaxşı perspektivlər göstərdiyini aşkar etdilər.
Hipomfibolun karbon tərkibi fərqli ola bilər. Karbon tərkibinə görə, hipomfibol fərqli tətbiq potensiallarına malik ola bilər. Bəzi növləri katalitik xüsusiyyətlərinə görə istifadə edilə bilər, digər növləri isə bakterisid xüsusiyyətlərinə malikdir.
Hipopiroksenin struktur xüsusiyyətləri onun oksidləşmə-reduksiya prosesində tətbiqini müəyyən edir və o, həmçinin domna sobası istehsalında və tökmə (yüksək silisiumlu) çuqun ferroərintilərinin istehsalında da istifadə edilə bilər.
Fiziki və mexaniki xüsusiyyətləri, həcm sıxlığı, yaxşı möhkəmliyi və aşınmaya davamlılığı sayəsində hipofillit müxtəlif üzvi maddələri adsorbsiya etmək qabiliyyətinə malikdir, buna görə də əslində filtr materialı kimi istifadə edilə bilər. O, həmçinin su mənbələrini çirkləndirə biləcək sərbəst radikal hissəcikləri aradan qaldırmaq qabiliyyətini nümayiş etdirib.
Hipopiroksen suyu bakteriyalardan, sporlardan, sadə mikroorqanizmlərdən və mavi-yaşıl yosunlardan dezinfeksiya etmək və təmizləmək qabiliyyətinə malikdir. Yüksək katalitik və reduksiyaedici xüsusiyyətlərinə görə maqneziya tez-tez çirkab sularının təmizlənməsi üçün adsorbent kimi istifadə olunur.
(a) Dispersləşdirilmiş hipofillit nümunəsinin X13500 böyütmə və (b) X35000 böyütmə TEM təsviri. (c) İşlənmiş hipofillitin Raman spektri və (d) Hipofillit spektrindəki karbon xəttinin XPS spektri
Qrafen çıxarılması
Qrafen ekstraksiyası üçün süxurları hazırlamaq məqsədilə, ikisi nümunələrdəki ağır metal çirklərini və məsaməliliyini araşdırmaq üçün skanedici elektron mikroskopundan (SEM) istifadə etdilər. Onlar həmçinin hipomfibolda ümumi struktur tərkibini və digər mineralların mövcudluğunu yoxlamaq üçün digər laboratoriya metodlarından da istifadə etdilər.
Nümunə təhlili və hazırlanması başa çatdıqdan sonra tədqiqatçılar Kareliyadan götürülmüş nümunəni rəqəmsal ultrasəs təmizləyicisindən istifadə edərək mexaniki şəkildə emal etdikdən sonra dioritdən qrafen çıxara bildilər.
Bu üsulla çox sayda nümunə emal edilə bildiyindən, ikincil çirklənmə riski yoxdur və sonrakı nümunə emalı üsulları tələb olunmur.
Qrafenin fövqəladə xüsusiyyətləri daha geniş elmi tədqiqat ictimaiyyətində geniş şəkildə məlum olduğundan, bir çox istehsal və sintez metodları hazırlanmışdır. Lakin bu metodların bir çoxu ya çoxmərhələli proseslərdir, ya da kimyəvi maddələrin və güclü oksidləşdirici və reduksiyaedici maddələrin istifadəsini tələb edir.
Qrafen və digər karbon təbəqələri böyük tətbiq potensialı göstərsə də və nisbi tədqiqat və inkişaf uğurları əldə etsə də, bu materiallardan istifadə edən proseslər hələ də inkişaf mərhələsindədir. Çətinliklərin bir hissəsi qrafen ekstraksiyasını səmərəli etməkdir, yəni düzgün dispersiya texnologiyasını tapmaq əsas məsələdir.
Bu dispersiya və ya sintez metodu zəhmətli və ekoloji cəhətdən zərərlidir və bu texnologiyaların gücü istehsal olunan qrafendə qüsurlara səbəb ola bilər və bununla da gözlənilən əla qrafen keyfiyyətini azaldır.
Qrafen sintezində ultrasəs təmizləyicilərinin tətbiqi çoxmərhələli və kimyəvi metodlarla əlaqəli riskləri və xərcləri aradan qaldırır. Bu metodun təbii mineral hipofillitinə tətbiqi qrafen istehsalının yeni, ekoloji cəhətdən təmiz bir yoluna yol açdı.
Yazı vaxtı: 04 Noyabr 2021
