Grafen gibi karbon filmler çok hafif ama çok güçlü, mükemmel uygulama potansiyeline sahip malzemelerdir; ancak üretimi zor olabilir, genellikle çok fazla insan gücü ve zaman alıcı stratejiler gerektirir ve yöntemleri pahalıdır ve çevre dostu değildir.
Büyük miktarda grafen üretimiyle birlikte, mevcut çıkarma yöntemlerinin uygulanmasında karşılaşılan zorlukların üstesinden gelmek için, İsrail'deki Negev Ben Gurion Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, optik, elektronik, ekoloji ve biyoteknoloji de dahil olmak üzere çok çeşitli alanlara uygulanabilen "yeşil" bir grafen çıkarma yöntemi geliştirdiler.
Araştırmacılar, doğal mineral striolitten grafen çıkarmak için mekanik dispersiyon kullandılar. Hipofillit mineralinin endüstriyel ölçekte grafen ve grafen benzeri maddeler üretmede iyi bir potansiyele sahip olduğunu keşfettiler.
Hipomfibolün karbon içeriği farklı olabilir. Karbon içeriğine bağlı olarak hipomfibol farklı uygulama potansiyellerine sahip olabilir. Bazı türleri katalitik özellikleri nedeniyle kullanılırken, diğerleri bakterisidal özelliklere sahiptir.
Hipopiroksenin yapısal özellikleri, oksidasyon-redüksiyon sürecindeki uygulamalarını belirler ve ayrıca yüksek fırın üretimi ve döküm (yüksek silisyumlu) dökme demirin ferroalaşım üretimi için de kullanılabilir.
Fiziksel ve mekanik özellikleri, hacim yoğunluğu, iyi mukavemeti ve aşınma direnci sayesinde hipofillit, çeşitli organik maddeleri adsorbe etme yeteneğine de sahiptir, bu nedenle filtre malzemesi olarak da kullanılabilir. Ayrıca, su kaynaklarını kirletebilecek serbest radikal parçacıklarını ortadan kaldırma yeteneği de kanıtlanmıştır.
Hipopiroksen, suyu bakterilerden, sporlardan, basit mikroorganizmalardan ve mavi-yeşil alglerden arındırma ve dezenfekte etme yeteneğine sahiptir. Yüksek katalitik ve indirgeyici özellikleri nedeniyle magnezya, atık su arıtımında sıklıkla adsorban olarak kullanılır.
(a) Dağılmış hipofillit numunesinin X13500 büyütme ve (b) X35000 büyütme TEM görüntüsü. (c) İşlem görmüş hipofillitin Raman spektrumu ve (d) Hipofillit spektrumundaki karbon çizgisinin XPS spektrumu
Grafen ekstraksiyonu
Kayaçları grafen ekstraksiyonuna hazırlamak için ikili, numunelerdeki ağır metal safsızlıklarını ve gözenekliliği incelemek üzere taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullandı. Ayrıca, hipomfibolün genel yapısal bileşimini ve diğer minerallerin varlığını kontrol etmek için diğer laboratuvar yöntemlerini de uyguladılar.
Numune analizi ve hazırlanması tamamlandıktan sonra araştırmacılar, Karelya'dan alınan numuneyi dijital ultrasonik temizleyici kullanarak mekanik olarak işledikten sonra diyoritten grafeni çıkarabildiler.
Bu yöntemle çok sayıda numune işlenebildiğinden ikincil kontaminasyon riski yoktur ve daha sonra numune işleme yöntemlerine gerek kalmaz.
Grafenin olağanüstü özellikleri daha geniş bilimsel araştırma camiasında yaygın olarak bilindiğinden, birçok üretim ve sentez yöntemi geliştirilmiştir. Ancak bu yöntemlerin çoğu ya çok aşamalı süreçlerdir ya da kimyasalların ve güçlü oksitleyici ve indirgeyici maddelerin kullanımını gerektirir.
Grafen ve diğer karbon filmler büyük uygulama potansiyeli göstermiş ve göreceli bir Ar-Ge başarısı elde etmiş olsa da, bu malzemeleri kullanan prosesler hala geliştirilme aşamasındadır. Zorluklardan biri de grafen ekstraksiyonunu uygun maliyetli hale getirmektir; bu da doğru dispersiyon teknolojisini bulmanın anahtar olduğu anlamına gelir.
Bu dispersiyon veya sentez yöntemi zahmetli ve çevre dostu olmadığı gibi, bu teknolojilerin gücü üretilen grafende kusurlara yol açarak beklenen mükemmel grafen kalitesinin düşmesine de neden olabilir.
Ultrasonik temizleyicilerin grafen sentezinde uygulanması, çok aşamalı ve kimyasal yöntemlerle ilişkili riskleri ve maliyetleri ortadan kaldırır. Bu yöntemin doğal mineral hipofillite uygulanması, grafen üretiminin yeni ve çevre dostu bir yolunun önünü açmıştır.
Gönderim zamanı: 04-11-2021
