Графен сияқты көміртекті пленкалар өте жеңіл, бірақ өте берік материалдар болып табылады, қолдану әлеуеті өте жақсы, бірақ оларды өндіру қиын болуы мүмкін, әдетте көп жұмыс күші мен уақытты қажет ететін стратегияларды қажет етеді, ал әдістер қымбат және экологиялық таза емес.
Қазіргі экстракция әдістерін енгізуде кездесетін қиындықтарды жеңу үшін Израильдегі Негев Бен-Гурион университетінің зерттеушілері көп мөлшерде графен өндірумен оптика, электроника, экология және биотехнология сияқты көптеген салаларда қолдануға болатын «жасыл» графен экстракциялау әдісін әзірледі.
Зерттеушілер табиғи минерал стриолиттен графенді алу үшін механикалық дисперсияны қолданды. Олар гипофиллит минералының өнеркәсіптік масштабтағы графен мен графен тәрізді заттарды өндіруде жақсы перспективаларды көрсететінін анықтады.
Гипомфиболдың көміртегі мөлшері әртүрлі болуы мүмкін. Көміртегі мөлшеріне сәйкес, гипомфиболдың қолдану әлеуеті әртүрлі болуы мүмкін. Кейбір түрлері каталитикалық қасиеттеріне байланысты қолданылуы мүмкін, ал басқа түрлері бактерицидтік қасиеттерге ие.
Гипироксеннің құрылымдық сипаттамалары оның тотығу-тотықсыздану процесінде қолданылуын анықтайды, сонымен қатар оны домна пеші өндірісінде және құйылған (жоғары кремнийлі) шойынды ферроқорытпа өндірісінде де пайдалануға болады.
Физикалық және механикалық қасиеттеріне, көлемдік тығыздығына, жақсы беріктігіне және тозуға төзімділігіне байланысты гипофиллит әртүрлі органикалық заттарды адсорбциялау қабілетіне ие, сондықтан оны сүзгі материалы ретінде пайдалануға болады. Сондай-ақ, ол су көздерін ластауы мүмкін бос радикалды бөлшектерді жою қабілетін көрсетті.
Гипироксен суды бактериялардан, споралардан, қарапайым микроорганизмдерден және көк-жасыл балдырлардан зарарсыздандыру және тазарту қабілетін көрсетеді. Жоғары каталитикалық және тотықсыздандырғыш қасиеттеріне байланысты магнезия көбінесе ағынды суларды тазарту үшін адсорбент ретінде қолданылады.
(a) Дисперсті гипофиллит үлгісінің X13500 үлкейтуі және (b) X35000 үлкейтуі. (c) Өңделген гипофиллиттің Раман спектрі және (d) Гипофиллит спектріндегі көміртегі сызығының XPS спектрі
Графенді алу
Графенді алуға арналған жыныстарды дайындау үшін екеуі үлгілердегі ауыр металл қоспалары мен кеуектілігін зерттеу үшін сканерлеуші электронды микроскопты (SEM) пайдаланды. Олар сондай-ақ гипомфиболдағы жалпы құрылымдық құрамды және басқа минералдардың болуын тексеру үшін басқа зертханалық әдістерді қолданды.
Үлгіні талдау және дайындау аяқталғаннан кейін, зерттеушілер Карелиядан алынған үлгіні сандық ультрадыбыстық тазартқышты пайдаланып механикалық өңдеуден кейін диориттен графенді ала алды.
Бұл әдісті қолдану арқылы көптеген үлгілерді өңдеуге болатындықтан, қайталама ластану қаупі жоқ және кейінгі үлгілерді өңдеу әдістері қажет емес.
Графеннің ерекше қасиеттері кең ғылыми зерттеу қауымдастығында кеңінен белгілі болғандықтан, көптеген өндіріс және синтез әдістері жасалды. Дегенмен, бұл әдістердің көпшілігі көп сатылы процестер болып табылады немесе химиялық заттар мен күшті тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш заттарды пайдалануды қажет етеді.
Графен және басқа да көміртекті пленкалар үлкен қолдану әлеуетін көрсетіп, ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарда салыстырмалы түрде табысқа жеткенімен, бұл материалдарды пайдаланатын процестер әлі де әзірлену үстінде. Қиындықтың бір бөлігі - графенді алуды үнемді ету, бұл дұрыс дисперсиялық технологияны табудың кілті екенін білдіреді.
Бұл дисперсия немесе синтез әдісі көп еңбекті қажет етеді және қоршаған ортаға зиянды, ал бұл технологиялардың күші өндірілген графенде ақаулар тудыруы мүмкін, осылайша графеннің күтілетін тамаша сапасын төмендетеді.
Графен синтезінде ультрадыбыстық тазартқыштарды қолдану көп сатылы және химиялық әдістермен байланысты тәуекелдер мен шығындарды жояды. Бұл әдісті табиғи минералды гипофиллитке қолдану графен өндірудің жаңа экологиялық таза жолына жол ашты.
Жарияланған уақыты: 2021 жылғы 4 қараша
