I film di carbonio come il grafene sono materiali molto leggeri ma molto resistenti con un eccellente potenziale applicativo, ma possono essere difficili da produrre, di solito richiedono molta manodopera e strategie che richiedono tempo e i metodi sono costosi e non rispettosi dell'ambiente.
Con la produzione di una grande quantità di grafene, per superare le difficoltà incontrate nell'implementare gli attuali metodi di estrazione, i ricercatori dell'Università Ben Gurion del Negev in Israele hanno sviluppato un metodo di estrazione del grafene “verde” che può essere applicato a una vasta gamma di campi, tra cui ottica, elettronica, ecologia e biotecnologia.
I ricercatori hanno usato la dispersione meccanica per estrarre il grafene dal minerale naturale striolite.Hanno scoperto che l'ipofillite minerale mostra buone prospettive nella produzione di grafene su scala industriale e sostanze simili al grafene.
Il contenuto di carbonio dell'ipomfibolo può essere diverso.A seconda del contenuto di carbonio, l'ipomfibolo può avere diverse potenzialità applicative.Alcuni tipi possono essere utilizzati per le loro proprietà catalitiche, mentre altri tipi hanno proprietà battericide.
Le caratteristiche strutturali dell'ipopirosseno determinano la loro applicazione nel processo di ossido-riduzione e può essere utilizzato anche per la produzione di altoforno e per la produzione di ferroleghe di ghisa fusa (ad alto contenuto di silicio).
Grazie alle sue proprietà fisiche e meccaniche, densità apparente, buona forza e resistenza all'usura, l'ipofillite ha anche la capacità di adsorbire una varietà di sostanze organiche, quindi può essere effettivamente utilizzata come materiale filtrante.Ha anche dimostrato la capacità di eliminare le particelle di radicali liberi che possono contaminare le fonti d'acqua.
L'ipopirosseno mostra la capacità di disinfettare e purificare l'acqua da batteri, spore, microrganismi semplici e alghe blu-verdi.Grazie alle sue elevate proprietà catalitiche e riducenti, la magnesia viene spesso utilizzata come adsorbente per il trattamento delle acque reflue.
(a) ingrandimento X13500 e (b) immagine TEM con ingrandimento X35000 del campione di ipofillite disperso.(c) spettro Raman dell'ipofillite trattata e (d) spettro XPS della linea di carbonio nello spettro dell'ipofillite
Estrazione di grafene
Per preparare le rocce per l'estrazione del grafene, i due hanno utilizzato un microscopio elettronico a scansione (SEM) per esaminare le impurità e la porosità dei metalli pesanti nei campioni.Hanno anche applicato altri metodi di laboratorio per verificare la composizione strutturale generale e la presenza di altri minerali nell'ipomfibolo.
Dopo che l'analisi e la preparazione del campione sono state completate, i ricercatori sono stati in grado di estrarre il grafene dalla diorite dopo aver elaborato meccanicamente il campione dalla Carelia utilizzando un pulitore digitale a ultrasuoni.
Poiché è possibile elaborare un numero elevato di campioni utilizzando questo metodo, non vi è alcun rischio di contaminazione secondaria e non sono richiesti metodi di elaborazione dei campioni successivi.
Poiché le straordinarie proprietà del grafene sono state ampiamente conosciute nella più ampia comunità di ricerca scientifica, sono stati sviluppati molti metodi di produzione e sintesi.Tuttavia, molti di questi metodi sono processi in più fasi o richiedono l'uso di sostanze chimiche e forti agenti ossidanti e riducenti.
Sebbene il grafene e altri film di carbonio abbiano mostrato un grande potenziale applicativo e raggiunto un relativo successo di ricerca e sviluppo, i processi che utilizzano questi materiali sono ancora in fase di sviluppo.Parte della sfida è rendere l'estrazione del grafene conveniente, il che significa che trovare la giusta tecnologia di dispersione è la chiave.
Questo metodo di dispersione o sintesi è laborioso e dannoso per l'ambiente e la forza di queste tecnologie può anche causare difetti nel grafene prodotto, riducendo così l'eccellente qualità prevista del grafene.
L'applicazione di pulitori ad ultrasuoni nella sintesi del grafene elimina i rischi e i costi associati ai metodi multi-step e chimici.L'applicazione di questo metodo all'ipofillite minerale naturale ha aperto la strada a un nuovo modo ecologico di produrre grafene.
Tempo di pubblicazione: Nov-04-2021