ฟิล์มคาร์บอน เช่น กราฟีนเป็นวัสดุที่เบามากแต่แข็งแรงมากพร้อมศักยภาพการใช้งานที่ยอดเยี่ยม แต่อาจผลิตได้ยาก โดยปกติต้องใช้กำลังคนและกลยุทธ์ที่ใช้เวลานาน และวิธีการมีราคาแพงและไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ด้วยการผลิตกราฟีนจำนวนมาก เพื่อเอาชนะความยากลำบากที่พบในการนำวิธีการสกัดในปัจจุบันไปใช้ นักวิจัยจาก Ben Gurion University of the Negev ในอิสราเอลได้พัฒนาวิธีการสกัดกราฟีน "สีเขียว" ที่สามารถนำไปใช้กับหลากหลายประเภท ในสาขาต่างๆ ได้แก่ ทัศนศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ ระบบนิเวศน์ และเทคโนโลยีชีวภาพ
นักวิจัยใช้การกระจายเชิงกลเพื่อสกัดกราฟีนจากแร่สไตรโอไลต์ธรรมชาติพวกเขาพบว่าแร่ไฮโปฟิลไลต์แสดงให้เห็นถึงโอกาสที่ดีในการผลิตสารกราฟีนและสารคล้ายกราฟีนระดับอุตสาหกรรม
ปริมาณคาร์บอนของไฮโปมฟิโบลอาจแตกต่างกันตามปริมาณคาร์บอน ไฮโปมฟิโบลสามารถมีศักยภาพในการใช้งานที่แตกต่างกันบางชนิดอาจใช้สำหรับคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยา ในขณะที่บางชนิดมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย
ลักษณะทางโครงสร้างของไฮโปไพรอกซีนเป็นตัวกำหนดการใช้งานในกระบวนการลดการเกิดออกซิเดชัน และยังสามารถใช้สำหรับการผลิตเตาหลอมเหล็กและการผลิตเฟอร์โรอัลลอยของเหล็กหล่อ (ซิลิกอนสูง)
เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางกล ความหนาแน่นรวม ความแข็งแรงที่ดี และความต้านทานต่อการสึกหรอ ไฮโปฟิลไลต์ยังมีความสามารถในการดูดซับสารอินทรีย์หลายชนิด ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นวัสดุกรองได้จริงนอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการกำจัดอนุภาคอนุมูลอิสระที่อาจปนเปื้อนในแหล่งน้ำ
ไฮโปไพรอกซีนแสดงความสามารถในการฆ่าเชื้อและทำให้น้ำบริสุทธิ์จากแบคทีเรีย สปอร์ จุลินทรีย์ธรรมดา และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินเนื่องจากคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาและการรีดิวซ์สูง แมกนีเซียจึงมักถูกใช้เป็นตัวดูดซับสำหรับการบำบัดน้ำเสีย
(a) กำลังขยาย X13500 และ (b) ภาพ TEM กำลังขยาย X35000 ของตัวอย่างไฮโปฟิลไลต์ที่กระจัดกระจาย(ค) รามานสเปกตรัมของไฮโปฟิลไลต์ที่ผ่านการบำบัด และ (ง) สเปกตรัม XPS ของเส้นคาร์บอนในสเปกตรัมไฮโปฟิลไลต์
การสกัดกราฟีน
เพื่อเตรียมหินสำหรับการสกัดกราฟีน ทั้งสองใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เพื่อตรวจสอบสิ่งเจือปนของโลหะหนักและความพรุนในตัวอย่างพวกเขายังใช้วิธีการทางห้องปฏิบัติการอื่น ๆ เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบโครงสร้างทั่วไปและการมีอยู่ของแร่ธาตุอื่น ๆ ในไฮโปฟิโบล
หลังจากการวิเคราะห์และเตรียมตัวอย่างเสร็จสิ้น นักวิจัยสามารถสกัดกราฟีนจากไดโอไรต์ได้หลังจากประมวลผลตัวอย่างจาก Karelia โดยใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกแบบดิจิทัล
เนื่องจากสามารถประมวลผลตัวอย่างได้จำนวนมากโดยใช้วิธีนี้ จึงไม่มีความเสี่ยงของการปนเปื้อนรอง และไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการประมวลผลตัวอย่างในภายหลัง
เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของกราฟีนเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในชุมชนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่กว้างขึ้น วิธีการผลิตและการสังเคราะห์จำนวนมากจึงได้รับการพัฒนาอย่างไรก็ตาม วิธีการจำนวนมากเหล่านี้เป็นกระบวนการหลายขั้นตอนหรือต้องใช้สารเคมีและตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ที่แรง
แม้ว่ากราฟีนและฟิล์มคาร์บอนอื่นๆ ได้แสดงศักยภาพในการใช้งานที่ยอดเยี่ยมและประสบความสำเร็จในการวิจัยและพัฒนาที่เกี่ยวข้อง แต่กระบวนการที่ใช้วัสดุเหล่านี้ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาส่วนหนึ่งของความท้าทายคือการทำให้การสกัดกราฟีนมีความคุ้มค่า ซึ่งหมายความว่าการค้นหาเทคโนโลยีการกระจายที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญ
วิธีการกระจายหรือการสังเคราะห์นี้ใช้แรงงานมากและไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความแข็งแกร่งของเทคโนโลยีเหล่านี้ยังสามารถทำให้เกิดข้อบกพร่องในกราฟีนที่ผลิตได้ ดังนั้น จึงลดคุณภาพที่ยอดเยี่ยมของกราฟีนที่คาดไว้
การใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกในการสังเคราะห์กราฟีนช่วยลดความเสี่ยงและต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับวิธีการแบบหลายขั้นตอนและทางเคมีการใช้วิธีนี้กับแร่ไฮโปฟิลไลต์ตามธรรมชาติเป็นการปูทางสำหรับวิธีใหม่ในการผลิตกราฟีนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เวลาโพสต์: พ.ย.-04-2564