Ածխածնային թաղանթները, ինչպիսիք են գրաֆենը, շատ թեթև, բայց շատ ամուր նյութեր են, որոնք ունեն կիրառման գերազանց ներուժ, բայց կարող են դժվար լինել արտադրելը, սովորաբար պահանջում են շատ աշխատուժ և ժամանակատար ռազմավարություններ, իսկ մեթոդները թանկ են և ոչ էկոլոգիապես մաքուր:
Մեծ քանակությամբ գրաֆենի արտադրությամբ, արդյունահանման ներկայիս մեթոդների կիրառման հետ կապված դժվարությունները հաղթահարելու համար, Իսրայելի Նեգևի Բեն Գուրիոն համալսարանի հետազոտողները մշակել են գրաֆենի «կանաչ» արդյունահանման մեթոդ, որը կարող է կիրառվել լայն շրջանակի համար: ոլորտներում, ներառյալ օպտիկա, էլեկտրոնիկա, էկոլոգիա և կենսատեխնոլոգիա:
Հետազոտողները օգտագործել են մեխանիկական դիսպերսիա՝ բնական հանքային ստրիոլիտից գրաֆեն հանելու համար:Նրանք պարզել են, որ հանքային հիպոֆիլիտը լավ հեռանկարներ է ցույց տալիս արդյունաբերական մասշտաբի գրաֆենի և գրաֆենի նման նյութերի արտադրության մեջ:
Հիպոմֆիբոլի ածխածնի պարունակությունը կարող է տարբեր լինել:Ըստ ածխածնի պարունակության՝ հիպոմֆիբոլը կարող է ունենալ կիրառման տարբեր ներուժ։Որոշ տեսակներ կարող են օգտագործվել իրենց կատալիտիկ հատկությունների համար, իսկ մյուս տեսակներն ունեն մանրէասպան հատկություններ:
Հիպպիրոքսենի կառուցվածքային բնութագրերը որոշում են դրանց կիրառումը օքսիդացում-վերականգնման գործընթացում, և այն կարող է օգտագործվել նաև պայթուցիկ վառարանների արտադրության և չուգունի (բարձր սիլիցիումի) արտադրության համար:
Իր ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների, զանգվածային խտության, լավ ամրության և մաշվածության դիմադրության շնորհիվ հիպոֆիլիտը նաև ունի մի շարք օրգանական նյութեր կլանելու հատկություն, ուստի այն կարող է իրականում օգտագործվել որպես զտիչ նյութ:Այն նաև ցույց տվեց ազատ ռադիկալների մասնիկները վերացնելու ունակությունը, որոնք կարող են աղտոտել ջրի աղբյուրները:
Հիպոպիրոքսենը ցույց է տալիս ջուրը մանրէներից, սպորներից, պարզ միկրոօրգանիզմներից և կապույտ-կանաչ ջրիմուռներից ախտահանելու և մաքրելու ունակությունը:Իր բարձր կատալիտիկ և նվազեցնող հատկությունների շնորհիվ մագնեզիան հաճախ օգտագործվում է որպես կեղտաջրերի մաքրման համար կլանող նյութ:
(ա) X13500 խոշորացում և (բ) X35000 խոշորացում TEM պատկերը ցրված հիպոֆիլիտի նմուշի:գ) մշակված հիպոֆիլիտի Raman սպեկտրը և դ) հիպոֆիլիտային սպեկտրում ածխածնի գծի XPS սպեկտրը
Գրաֆենի արդյունահանում
Գրաֆենի արդյունահանման համար ապարները պատրաստելու համար երկուսն օգտագործել են սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ (SEM)՝ նմուշների ծանր մետաղների կեղտերը և ծակոտկենությունը ուսումնասիրելու համար:Նրանք կիրառել են նաև այլ լաբորատոր մեթոդներ՝ ստուգելու ընդհանուր կառուցվածքային կազմը և հիպոմֆիբոլում այլ միներալների առկայությունը։
Նմուշի վերլուծության և պատրաստման ավարտից հետո հետազոտողները կարողացան դիորիտից արդյունահանել գրաֆենը՝ Կարելիայից նմուշը մեխանիկորեն մշակելուց հետո՝ օգտագործելով թվային ուլտրաձայնային մաքրող միջոց:
Քանի որ մեծ թվով նմուշներ կարող են մշակվել այս մեթոդով, երկրորդական աղտոտման վտանգ չկա, և նմուշների հետագա մշակման մեթոդներ չեն պահանջվում:
Քանի որ գրաֆենի արտասովոր հատկությունները լայնորեն հայտնի են ավելի լայն գիտահետազոտական համայնքում, մշակվել են արտադրության և սինթեզի բազմաթիվ մեթոդներ:Այնուամենայնիվ, այս մեթոդներից շատերը կա՛մ բազմաստիճան գործընթացներ են, կա՛մ պահանջում են քիմիական նյութերի և ուժեղ օքսիդացնող և վերականգնող նյութերի օգտագործում:
Թեև գրաֆենը և այլ ածխածնային թաղանթները ցուցադրել են կիրառման մեծ ներուժ և հասել են հարաբերական R&D հաջողության, այդ նյութերի օգտագործմամբ գործընթացները դեռևս մշակման փուլում են:Մարտահրավերի մի մասը գրաֆենի արդյունահանումը ծախսարդյունավետ դարձնելն է, ինչը նշանակում է, որ ճիշտ ցրման տեխնոլոգիա գտնելը բանալին է:
Դիսպերսիայի կամ սինթեզի այս մեթոդը աշխատատար է և էկոլոգիապես անբարենպաստ, և այդ տեխնոլոգիաների հզորությունը կարող է նաև առաջացնել արտադրված գրաֆենի թերություններ՝ դրանով իսկ նվազեցնելով գրաֆենի ակնկալվող գերազանց որակը:
Ուլտրաձայնային մաքրող միջոցների կիրառումը գրաֆենի սինթեզում վերացնում է բազմաքայլ և քիմիական մեթոդների հետ կապված ռիսկերն ու ծախսերը:Այս մեթոդի կիրառումը բնական հանքային հիպոֆիլիտի վրա ճանապարհ հարթեց գրաֆենի արտադրության էկոլոգիապես մաքուր նոր եղանակի համար:
Հրապարակման ժամանակը՝ նոյ-04-2021