סרטי פחמן כגון גרפן הם חומרים קלים מאוד אך חזקים מאוד עם פוטנציאל יישום מצוין, אך עשויים להיות קשים לייצור, לרוב דורשים כוח אדם רב ואסטרטגיות גוזלות זמן, והשיטות יקרות ואינן ידידותיות לסביבה.
עם ייצור כמות גדולה של גרפן, על מנת להתגבר על הקשיים ביישום שיטות המיצוי הנוכחיות, פיתחו חוקרים מאוניברסיטת בן גוריון בנגב בישראל שיטת מיצוי גרפן "ירוק" הניתנת ליישום במגוון רחב. של תחומים, כולל אופטיקה, אלקטרוניקה, אקולוגיה וביוטכנולוגיה.
חוקרים השתמשו בפיזור מכני כדי להפיק גרפן מהמינרל הטבעי סטריוליט.הם גילו שהמינרל היפופיליט מראה סיכויים טובים בייצור גרפן בקנה מידה תעשייתי וחומרים דמויי גרפן.
תכולת הפחמן של hypomphibole עשויה להיות שונה.על פי תכולת הפחמן, להיפומפיבולה יכולים להיות פוטנציאל יישום שונים.סוגים מסוימים עשויים לשמש עבור התכונות הקטליטיות שלהם, בעוד שלסוגים אחרים יש תכונות קוטל חיידקים.
המאפיינים המבניים של היפופירוקסן קובעים את יישומם בתהליך החמצון-הפחתת, והוא יכול לשמש גם לייצור תנורי פיצוץ וייצור סגסוגת ברזל של ברזל יצוק (גבוה סיליקון).
בשל תכונותיו הפיזיקליות והמכניות, צפיפות הצבר, חוזק טוב ועמידות בפני שחיקה, להיפופיליט יש גם יכולת לספוח מגוון חומרים אורגניים, כך שניתן להשתמש בו למעשה כחומר מסנן.זה גם הוכיח את היכולת לחסל חלקיקי רדיקלים חופשיים שעלולים לזהם מקורות מים.
ההיפופירוקסן מראה את היכולת לחטא ולטהר מים מחיידקים, נבגים, מיקרואורגניזמים פשוטים ואצות כחולות ירוקות.בשל התכונות הקטליטיות והמפחיתות הגבוהות שלה, מגנזיה משמשת לעתים קרובות כחומר סופח לטיפול בשפכים.
(א) הגדלה של X13500 ו-(ב) תמונת TEM הגדלה של X35000 של דגימת ההיפופיליט המפוזרת.(ג) ספקטרום רמאן של ההיפופיליט המטופל ו-(ד) ספקטרום XPS של קו הפחמן בספקטרום ההיפופיליט
מיצוי גרפן
כדי להכין את הסלעים למיצוי גרפן, השתמשו השניים במיקרוסקופ אלקטרוני סורק (SEM) כדי לבחון את זיהומי המתכות הכבדות והנקבוביות בדגימות.הם גם יישמו שיטות מעבדה אחרות כדי לבדוק את ההרכב המבני הכללי ואת נוכחותם של מינרלים אחרים ב-hypomphibole.
לאחר השלמת ניתוח והכנת הדגימה, החוקרים הצליחו לחלץ גרפן מהדיוריט לאחר עיבוד מכני של הדגימה מקרליה באמצעות מנקה קולי דיגיטלי.
מכיוון שניתן לעבד מספר רב של דגימות בשיטה זו, אין סיכון לזיהום משני, ואין צורך בשיטות עיבוד דגימות עוקבות.
מאז שתכונותיו יוצאות הדופן של הגרפן היו ידועות רבות בקהילת המחקר המדעית הרחבה יותר, פותחו שיטות ייצור וסינתזה רבות.עם זאת, רבות מהשיטות הללו הן תהליכים מרובי-שלבים או דורשים שימוש בכימיקלים וחומרי חמצון והפחתה חזקים.
למרות שגרפן וסרטי פחמן אחרים הראו פוטנציאל יישום גדול והשיגו הצלחה יחסית של מו"פ, התהליכים המשתמשים בחומרים אלה עדיין נמצאים בפיתוח.חלק מהאתגר הוא להפוך את מיצוי הגרפן לחסכוני, מה שאומר שמציאת טכנולוגיית הפיזור הנכונה היא המפתח.
שיטת פיזור או סינתזה זו היא מייגעת ולא ידידותית לסביבה, וחוזקן של טכנולוגיות אלו עלול לגרום גם לפגמים בגרפן המיוצר, ובכך להפחית את האיכות המצויינת הצפויה של הגרפן.
היישום של חומרי ניקוי קוליים בסינתזת גרפן מבטל את הסיכונים והעלויות הכרוכות בשיטות רב-שלביות וכימיות.יישום שיטה זו על המינרל הטבעי היפופיליט סלל את הדרך לדרך חדשה ידידותית לסביבה לייצור גרפן.
זמן פרסום: נוב-04-2021