Παρασκευή γραφενίου με χρήση ανθρακούχου νερού

Κυριακή, 27 Αυγούστου 2017 08:55
University of Illinois Department of Mechanical Sc

Το γραφένιο είναι ένα τόσο λεπτό υλικό που πρακτικά είναι δισδιάστατο, με υψηλή χρησιμότητα και πολλαπλές εφαρμογές λόγω της ευκαμψίας, της ελαφρότητας του, της υψηλής αντοχής και της ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητάς του.

Μια ομάδα Αμερικανών ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι ανέπτυξαν μια φιλική προς το περιβάλλον μέθοδο για την απομόνωση του γραφενίου, χρησιμοποιώντας ανθρακικό οξύ από ανθρακούχο νερό για την αποκόλληση του γραφενίου από το αντιδραστήριο υπόστρωμα στο οποίο σχηματίζεται.

Το γραφένιο είναι ένα τόσο λεπτό υλικό που πρακτικά είναι δισδιάστατο, με υψηλή χρησιμότητα και πολλαπλές εφαρμογές λόγω της ευκαμψίας, της ελαφρότητας του, της υψηλής αντοχής και της ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητάς του.

Ωστόσο, το υλικό δεν έχει ακόμη μεγάλες εμπορικές εφαρμογές, λόγω της δυσκολίας κατασκευής καθαρών φύλλων γραφένιου, μεταξύ άλλων.

Η συμβατική μέθοδος παραγωγής του υλικού είναι η εναπόθεση χημικού ατμού πάνω σε αντιδραστήριο υπόστρωμα, συνήθως φύλλο χαλκού. Ο διαχωρισμός του γραφενίου επιχειρείται συνήθως με τη διάλυση του μετάλλου ή μέσω μιας διαδικασίας αποκόλλησης που αφαιρεί διαδοχικά στρώματα. Αυτή η μέθοδος τείνει να αφήνει υπολείμματα, παρόμοια με αυτά μίας κολλώδους ταινίας.

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον καθηγητή Σουνγκγού Ναμ, επιχείρησαν μια προσέγγιση με χρήση διοξειδίου του άνθρακα για τη δημιουργία ηλεκτρολύτη καρβονικού οξέος αντί για τις σκληρές χημικές ουσίες που απαιτούνται συνήθως, καθώς και αιθυλοκυτταρίνης ως προστατευτική επικάλυψη, ενός φτηνού πολυμερούς που χρησιμοποιείται συχνά ως πρόσθετο τροφίμων.

Με αυτή τη μέθοδο, η διαδικασία έγινε πιο φιλική προς το περιβάλλον και συμβατή με μια ποικιλία πολυμερικών και μαλακών βιολογικών υλικών όπως τα κοινά πλαστικά, που διαφορετικά δεν θα άντεχαν σκληρούς διαλύτες. Αφού μεταφερθεί το γραφένιο, το ανθρακικό οξύ εξατμίζεται πλήρως ως διοξείδιο του άνθρακα και νερό, χωρίς να χρειάζεται περαιτέρω καθαρισμός και χωρίς να καταστρέφεται το υπόστρωμα.

«Προσπαθούμε να βελτιώσουμε τα καθιερωμένα πρωτόκολλα έτσι ώστε η βιομηχανία να μπορεί εύκολα να υιοθετήσει τις τεχνικές μας. Επειδή πολλές συσκευές μολύνονται από αυτές τις χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται σήμερα, επηρεάζεται αναπόφευκτα η ποιότητα του γραφένιου», δήλωσε ο Ναμ.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι το έργο μπορεί να εμπνεύσει περισσότερες καινοτόμες εφαρμογές για το ανθρακικό οξύ, το οποίο ευθύνεται επίσης για την αύξηση της οξύτητας των ωκεανών.

Δημοφιλή