Ածխածնային թաղանթները, ինչպիսին է գրաֆենը, շատ թեթև, բայց շատ ամուր նյութեր են՝ գերազանց կիրառման ներուժով, սակայն կարող են դժվար լինել արտադրել, սովորաբար պահանջում են մեծ աշխատուժ և ժամանակատար ռազմավարություններ, իսկ մեթոդները թանկ են և ոչ էկոլոգիապես մաքուր։
Մեծ քանակությամբ գրաֆենի արտադրության շնորհիվ, ներկայիս արդյունահանման մեթոդների կիրառման հետ կապված դժվարությունները հաղթահարելու համար, Իսրայելի Նեգևի Բեն Գուրիոնի անվան համալսարանի հետազոտողները մշակել են «կանաչ» գրաֆենի արդյունահանման մեթոդ, որը կարող է կիրառվել բազմաթիվ ոլորտներում, այդ թվում՝ օպտիկայի, էլեկտրոնիկայի, էկոլոգիայի և կենսատեխնոլոգիայի մեջ։
Հետազոտողները մեխանիկական դիսպերսիա են օգտագործել բնական ստրիոլիտ հանքանյութից գրաֆենը արդյունահանելու համար։ Նրանք պարզել են, որ հիպոֆիլիտ հանքանյութը լավ հեռանկարներ է ցույց տալիս արդյունաբերական մասշտաբի գրաֆեն և գրաֆենանման նյութեր արտադրելու համար։
Հիպոմիբոլի ածխածնի պարունակությունը կարող է տարբեր լինել։ Ածխածնի պարունակությունից կախված՝ հիպոմիբոլը կարող է ունենալ տարբեր կիրառման ներուժ։ Որոշ տեսակներ կարող են օգտագործվել իրենց կատալիտիկ հատկությունների համար, մինչդեռ մյուս տեսակներն ունեն մանրէասպան հատկություններ։
Հիպոպիրոքսենի կառուցվածքային բնութագրերը որոշում են դրա կիրառումը օքսիդավերականգնման գործընթացում, և այն կարող է նաև օգտագործվել դոմնային վառարանների արտադրության և ձուլածո (բարձր սիլիցիումային) ձուլածո երկաթի ֆեռոհամահալվածքների արտադրության համար։
Իր ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների, ծավալային խտության, լավ ամրության և մաշվածության դիմադրության շնորհիվ, հիպոֆիլիտը նաև ունի բազմազան օրգանական նյութեր կլանելու ունակություն, ուստի այն կարող է օգտագործվել որպես ֆիլտրի նյութ: Այն նաև ցույց է տվել ջրի աղբյուրները աղտոտող ազատ ռադիկալ մասնիկները վերացնելու ունակություն:
Հիպոպիրոքսենը ցուցաբերում է ջուրը մանրէներից, սպորներից, պարզ միկրոօրգանիզմներից և կապտականաչ ջրիմուռներից ախտահանելու և մաքրելու ունակություն: Իր բարձր կատալիտիկ և վերականգնող հատկությունների շնորհիվ մագնեզիումը հաճախ օգտագործվում է որպես ադսորբենտ կեղտաջրերի մաքրման համար:
(ա) X13500 մեծացում և (բ) ցրված հիպոֆիլիտային նմուշի TEM պատկերը՝ X35000 մեծացմամբ։ (գ) մշակված հիպոֆիլիտի Ռամանի սպեկտրը և (դ) հիպոֆիլիտային սպեկտրի ածխածնային գծի XPS սպեկտրը։
Գրաֆենի արդյունահանում
Գրաֆենի արդյունահանման համար ապարները պատրաստելու համար երկուսն էլ օգտագործել են սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ (SEM)՝ նմուշներում ծանր մետաղների խառնուրդները և ծակոտկենությունը ուսումնասիրելու համար: Նրանք նաև կիրառել են այլ լաբորատոր մեթոդներ՝ հիպոֆիբոլում ընդհանուր կառուցվածքային կազմը և այլ հանքանյութերի առկայությունը ստուգելու համար:
Նմուշի վերլուծության և նախապատրաստման ավարտից հետո, հետազոտողները կարողացան դիորիտից արդյունահանել գրաֆենը՝ Կարելիայից վերցված նմուշը թվային ուլտրաձայնային մաքրող սարքի միջոցով մեխանիկորեն մշակելուց հետո։
Քանի որ այս մեթոդով կարելի է մշակել մեծ թվով նմուշներ, երկրորդային աղտոտման ռիսկ չկա, և հետագա նմուշների մշակման մեթոդներ չեն պահանջվում։
Քանի որ գրաֆենի արտասովոր հատկությունները լայնորեն հայտնի են գիտական հետազոտությունների ավելի լայն համայնքում, մշակվել են արտադրության և սինթեզի բազմաթիվ մեթոդներ: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդներից շատերը կամ բազմափուլ գործընթացներ են, կամ պահանջում են քիմիական նյութերի և ուժեղ օքսիդացնող և վերականգնող նյութերի օգտագործում:
Չնայած գրաֆենը և այլ ածխածնային թաղանթները ցուցաբերել են կիրառման մեծ ներուժ և հասել են համեմատաբար հաջող հետազոտությունների և զարգացման, այս նյութերն օգտագործող գործընթացները դեռևս մշակման փուլում են: Խնդիրներից մեկը գրաֆենի արդյունահանումը ծախսարդյունավետ դարձնելն է, ինչը նշանակում է, որ գլխավորը ճիշտ դիսպերսիայի տեխնոլոգիայի գտնումն է:
Այս դիսպերսիայի կամ սինթեզի մեթոդը աշխատատար է և էկոլոգիապես անբարենպաստ, և այս տեխնոլոգիաների ամրությունը կարող է նաև թերություններ առաջացնել արտադրված գրաֆենի մեջ, դրանով իսկ նվազեցնելով գրաֆենի սպասվող գերազանց որակը։
Գրաֆենի սինթեզում ուլտրաձայնային մաքրող միջոցների կիրառումը վերացնում է բազմափուլ և քիմիական մեթոդների հետ կապված ռիսկերն ու ծախսերը: Այս մեթոդի կիրառումը բնական հանքային հիպոֆիլիտի վրա ճանապարհ հարթեց գրաֆեն ստանալու նոր, էկոլոգիապես մաքուր եղանակի համար:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 04-2021
