Films tal-karbonju bħall-grafene huma materjali ħfief ħafna iżda b'saħħithom ħafna b'potenzjal ta' applikazzjoni eċċellenti, iżda jistgħu jkunu diffiċli biex jiġu manifatturati, ġeneralment jeħtieġu ħafna ħaddiema u strateġiji li jieħdu ħafna ħin, u l-metodi huma għaljin u mhux favur l-ambjent.
Bil-produzzjoni ta' ammont kbir ta' grafene, sabiex jegħlbu d-diffikultajiet li jiltaqgħu magħhom fl-implimentazzjoni tal-metodi ta' estrazzjoni attwali, riċerkaturi fl-Università Ben Gurion tan-Negev fl-Iżrael żviluppaw metodu "ekoloġiku" ta' estrazzjoni tal-grafene li jista' jiġi applikat għal firxa wiesgħa ta' oqsma, inklużi l-ottika, l-elettronika, l-ekoloġija u l-bijoteknoloġija.
Ir-riċerkaturi użaw dispersjoni mekkanika biex jiġbdu l-grafene mill-minerali naturali striolite. Huma sabu li l-minerali hypophyllite juri prospetti tajbin fil-produzzjoni ta' grafene fuq skala industrijali u sustanzi simili għall-grafene.
Il-kontenut ta' karbonju tal-ipomibolu jista' jkun differenti. Skont il-kontenut ta' karbonju, l-ipomibolu jista' jkollu potenzjali ta' applikazzjoni differenti. Xi tipi jistgħu jintużaw għall-proprjetajiet katalitiċi tagħhom, filwaqt li tipi oħra għandhom proprjetajiet batteriċidali.
Il-karatteristiċi strutturali tal-ipopiroxene jiddeterminaw l-applikazzjoni tagħhom fil-proċess ta' tnaqqis tal-ossidazzjoni, u jista' jintuża wkoll għall-produzzjoni ta' forn tal-funderija u l-produzzjoni ta' ferroliga ta' ħadid fondut (silikon għoli).
Minħabba l-proprjetajiet fiżiċi u mekkaniċi tiegħu, id-densità tal-massa, is-saħħa tajba u r-reżistenza għall-użu, l-ipofilit għandu wkoll il-ħila li jassorbi varjetà ta' sustanzi organiċi, u għalhekk jista' jintuża bħala materjal tal-filtru. Uri wkoll il-ħila li jelimina partiċelli ta' radikali ħielsa li jistgħu jikkontaminaw sorsi tal-ilma.
L-ipopiroxene juri l-abbiltà li jiddiżinfetta u jippurifika l-ilma minn batterji, spori, mikro-organiżmi sempliċi u alka blu-ħadra. Minħabba l-proprjetajiet katalitiċi u ta' tnaqqis għoljin tiegħu, il-manjesja spiss tintuża bħala assorbent għat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ.
(a) Ingrandiment ta' X13500 u (b) Immaġni TEM ta' ingrandiment ta' X35000 tal-kampjun tal-ipofilit imxerred. (ċ) Spettru Raman tal-ipofilit trattat u (d) Spettru XPS tal-linja tal-karbonju fl-ispettru tal-ipofilit
Estrazzjoni tal-grafene
Biex iħejju l-blat għall-estrazzjoni tal-grafene, it-tnejn użaw mikroskopju elettroniku tal-iskannjar (SEM) biex jeżaminaw l-impuritajiet tal-metalli tqal u l-porożità fil-kampjuni. Huma applikaw ukoll metodi oħra tal-laboratorju biex jiċċekkjaw il-kompożizzjoni strutturali ġenerali u l-preżenza ta' minerali oħra fl-ipomfibolu.
Wara li tlestew l-analiżi u t-tħejjija tal-kampjun, ir-riċerkaturi setgħu jiġbdu l-grafene mid-diorite wara li pproċessaw mekkanikament il-kampjun minn Karelia bl-użu ta' apparat diġitali għat-tindif ultrasoniku.
Peress li numru kbir ta' kampjuni jistgħu jiġu pproċessati bl-użu ta' dan il-metodu, ma hemm l-ebda riskju ta' kontaminazzjoni sekondarja, u metodi sussegwenti ta' pproċessar tal-kampjuni mhumiex meħtieġa.
Peress li l-proprjetajiet straordinarji tal-grafene huma magħrufa sew fil-komunità tar-riċerka xjentifika usa', ġew żviluppati ħafna metodi ta' produzzjoni u sinteżi. Madankollu, ħafna minn dawn il-metodi huma jew proċessi b'ħafna stadji jew jeħtieġu l-użu ta' kimiċi u aġenti ossidanti u ta' tnaqqis qawwija.
Għalkemm il-grafene u films oħra tal-karbonju wrew potenzjal kbir ta' applikazzjoni u kisbu suċċess relattiv fir-riċerka u l-iżvilupp, il-proċessi li jużaw dawn il-materjali għadhom qed jiġu żviluppati. Parti mill-isfida hija li l-estrazzjoni tal-grafene ssir effettiva f'termini ta' spejjeż, li jfisser li s-sejba tat-teknoloġija ta' dispersjoni t-tajba hija ċ-ċavetta.
Dan il-metodu ta' dispersjoni jew sinteżi huwa impenjattiv u ma jagħmilx ħsara lill-ambjent, u s-saħħa ta' dawn it-teknoloġiji tista' wkoll tikkawża difetti fil-grafene prodott, u b'hekk tnaqqas il-kwalità eċċellenti mistennija tal-grafene.
L-applikazzjoni ta' prodotti tat-tindif ultrasoniċi fis-sintesi tal-grafene telimina r-riskji u l-ispejjeż assoċjati ma' metodi b'ħafna stadji u kimiċi. L-applikazzjoni ta' dan il-metodu għall-minerali naturali ipofilit wittiet it-triq għal mod ġdid li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent għall-produzzjoni tal-grafene.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 04 ta' Novembru 2021
