تعتبر أفلام الكربون مثل الجرافين خفيفة للغاية ولكنها مواد قوية جدًا مع إمكانات تطبيق ممتازة ، ولكن قد يكون من الصعب تصنيعها ، وعادة ما تتطلب الكثير من القوى العاملة والاستراتيجيات التي تستغرق وقتًا طويلاً ، كما أن الطرق باهظة الثمن وليست صديقة للبيئة.
مع إنتاج كمية كبيرة من الجرافين ، من أجل التغلب على الصعوبات التي تواجه تنفيذ طرق الاستخراج الحالية ، طور باحثون في جامعة بن غوريون في النقب في إسرائيل طريقة "خضراء" لاستخراج الجرافين يمكن تطبيقها على نطاق واسع من المجالات ، بما في ذلك البصريات والإلكترونيات والبيئة والتكنولوجيا الحيوية.
استخدم الباحثون التشتت الميكانيكي لاستخراج الجرافين من معدن الستروليت الطبيعي.ووجدوا أن معدن الهيبوفيليت يُظهر آفاقًا جيدة في إنتاج الجرافين على نطاق صناعي ومواد شبيهة بالجرافين.
قد يكون محتوى الكربون في hypomphibole مختلفًا.وفقًا لمحتوى الكربون ، يمكن أن يكون لل hypomphibole إمكانات تطبيق مختلفة.يمكن استخدام بعض الأنواع لخصائصها التحفيزية ، في حين أن الأنواع الأخرى لها خصائص مبيدة للجراثيم.
تحدد الخصائص الهيكلية للهيبوبيروكسين تطبيقه في عملية تقليل الأكسدة ، ويمكن استخدامه أيضًا لإنتاج أفران الصهر وإنتاج السبائك الحديدية من الحديد الزهر (السليكون العالي).
نظرًا لخصائصه الفيزيائية والميكانيكية ، الكثافة الظاهرية ، القوة الجيدة ومقاومة التآكل ، يمتلك الهيبوفيليت أيضًا القدرة على امتصاص مجموعة متنوعة من المواد العضوية ، لذلك يمكن استخدامه بالفعل كمواد ترشيح.كما أظهر القدرة على القضاء على جزيئات الجذور الحرة التي قد تلوث مصادر المياه.
يُظهر الهيبوبيروكسين القدرة على تطهير وتنقية المياه من البكتيريا والجراثيم والكائنات الحية الدقيقة البسيطة والطحالب الخضراء المزرقة.نظرًا لخصائصه التحفيزية العالية وخصائصه المختزلة ، غالبًا ما يستخدم المغنيسيا كممتاز لمعالجة مياه الصرف الصحي.
(أ) تكبير X13500 و (ب) تكبير X35000 صورة TEM لعينة hypophyllite المشتتة.(ج) طيف رامان للطيف الهيبوفيليت المعالج و (د) طيف XPS لخط الكربون في طيف الهيبوفيليت
استخراج الجرافين
لتحضير الصخور لاستخراج الجرافين ، استخدم الاثنان مجهرًا إلكترونيًا مسحًا (SEM) لفحص الشوائب المعدنية الثقيلة والمسامية في العينات.كما قاموا بتطبيق طرق معملية أخرى للتحقق من التركيب الهيكلي العام ووجود معادن أخرى في hypomphibole.
بعد الانتهاء من تحليل العينة وتحضيرها ، تمكن الباحثون من استخلاص الجرافين من الديوريت بعد المعالجة الميكانيكية للعينة من كاريليا باستخدام منظف رقمي بالموجات فوق الصوتية.
نظرًا لأنه يمكن معالجة عدد كبير من العينات باستخدام هذه الطريقة ، فلا يوجد خطر حدوث تلوث ثانوي ، كما أن طرق معالجة العينات اللاحقة غير مطلوبة.
نظرًا لأن الخصائص غير العادية للجرافين معروفة على نطاق واسع في مجتمع البحث العلمي الأوسع ، فقد تم تطوير العديد من طرق الإنتاج والتوليف.ومع ذلك ، فإن العديد من هذه الطرق إما عمليات متعددة الخطوات أو تتطلب استخدام مواد كيميائية وعوامل مؤكسدة واختزال قوية.
على الرغم من أن الجرافين وأغشية الكربون الأخرى قد أظهرت إمكانات كبيرة للتطبيق وحققت نجاحًا نسبيًا في البحث والتطوير ، إلا أن العمليات التي تستخدم هذه المواد لا تزال قيد التطوير.يتمثل جزء من التحدي في جعل استخراج الجرافين فعالاً من حيث التكلفة ، مما يعني أن العثور على تقنية التشتت الصحيحة هو المفتاح.
تعتبر طريقة التشتت أو التوليف هذه شاقة وغير صديقة للبيئة ، ويمكن أن تتسبب قوة هذه التقنيات أيضًا في حدوث عيوب في الجرافين المنتج ، وبالتالي تقليل الجودة الممتازة المتوقعة من الجرافين.
يؤدي استخدام المنظفات بالموجات فوق الصوتية في تخليق الجرافين إلى التخلص من المخاطر والتكاليف المرتبطة بالطرق المتعددة الخطوات والطرق الكيميائية.أدى تطبيق هذه الطريقة على معدن الهيبوفيليت الطبيعي إلى تمهيد الطريق لطريقة جديدة صديقة للبيئة لإنتاج الجرافين.
الوقت ما بعد: نوفمبر 04-2021