Mae ffilmiau carbon fel graffen yn ddeunyddiau ysgafn iawn ond cryf iawn gyda photensial cymhwysiad rhagorol, ond gallant fod yn anodd eu cynhyrchu, fel arfer mae angen llawer o weithlu a strategaethau sy'n cymryd llawer o amser, ac mae'r dulliau'n ddrud ac nid ydynt yn gyfeillgar i'r amgylchedd.
Gyda chynhyrchu llawer iawn o graffen, er mwyn goresgyn yr anawsterau a wynebir wrth weithredu dulliau echdynnu cyfredol, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Ben Gurion yn y Negev yn Israel wedi datblygu dull echdynnu graffen “gwyrdd” y gellir ei gymhwyso i ystod eang o feysydd, gan gynnwys opteg, electroneg, ecoleg a biodechnoleg.
Defnyddiodd ymchwilwyr wasgariad mecanyddol i echdynnu graffen o'r mwyn naturiol striolit. Fe wnaethant ganfod bod y mwyn hypoffylit yn dangos rhagolygon da wrth gynhyrchu graffen a sylweddau tebyg i graffen ar raddfa ddiwydiannol.
Gall cynnwys carbon hypomffibol fod yn wahanol. Yn ôl y cynnwys carbon, gall hypomffibol gael gwahanol botensialau cymhwysiad. Gellir defnyddio rhai mathau oherwydd eu priodweddau catalytig, tra bod gan fathau eraill briodweddau bactericidal.
Mae nodweddion strwythurol hypopyroxene yn pennu eu cymhwysiad yn y broses ocsideiddio-lleihau, a gellir ei ddefnyddio hefyd ar gyfer cynhyrchu ffwrnais chwyth a chynhyrchu fferoalloy o haearn bwrw (silicon uchel).
Oherwydd ei briodweddau ffisegol a mecanyddol, ei ddwysedd swmp, ei gryfder da a'i wrthwynebiad i wisgo, mae gan hypoffyllit hefyd y gallu i amsugno amrywiaeth o sylweddau organig, felly gellir ei ddefnyddio mewn gwirionedd fel deunydd hidlo. Dangosodd hefyd y gallu i ddileu gronynnau radical rhydd a all halogi ffynonellau dŵr.
Mae'r hypopyroxene yn dangos y gallu i ddiheintio a phuro dŵr o facteria, sborau, micro-organebau syml ac algâu glas-wyrdd. Oherwydd ei briodweddau catalytig a lleihau uchel, defnyddir magnesia yn aml fel amsugnydd ar gyfer trin dŵr gwastraff.
(a) Chwyddiad X13500 a (b) delwedd TEM chwyddiad X35000 o'r sampl hypoffylit gwasgaredig. (c) Sbectrwm Raman yr hypoffylit wedi'i drin a (d) sbectrwm XPS y llinell garbon yn y sbectrwm hypoffylit
Echdynnu graffin
I baratoi'r creigiau ar gyfer echdynnu graffen, defnyddiodd y ddau ficrosgop electron sganio (SEM) i archwilio'r amhureddau metelau trwm a'r mandylledd yn y samplau. Fe wnaethant hefyd gymhwyso dulliau labordy eraill i wirio'r cyfansoddiad strwythurol cyffredinol a phresenoldeb mwynau eraill yn yr hypomffibol.
Ar ôl cwblhau dadansoddi a pharatoi'r sampl, roedd yr ymchwilwyr yn gallu echdynnu graffen o'r diorit ar ôl prosesu'r sampl o Karelia yn fecanyddol gan ddefnyddio glanhawr uwchsonig digidol.
Gan y gellir prosesu nifer fawr o samplau gan ddefnyddio'r dull hwn, nid oes risg o halogiad eilaidd, ac nid oes angen dulliau prosesu samplau dilynol.
Gan fod priodweddau rhyfeddol graffen wedi bod yn hysbys yn eang yn y gymuned ymchwil wyddonol ehangach, mae llawer o ddulliau cynhyrchu a synthesis wedi'u datblygu. Fodd bynnag, mae llawer o'r dulliau hyn naill ai'n brosesau aml-gam neu'n gofyn am ddefnyddio cemegau ac asiantau ocsideiddio a lleihau cryf.
Er bod graffen a ffilmiau carbon eraill wedi dangos potensial cymhwysiad gwych ac wedi cyflawni llwyddiant ymchwil a datblygu cymharol, mae'r prosesau sy'n defnyddio'r deunyddiau hyn yn dal i gael eu datblygu. Rhan o'r her yw gwneud echdynnu graffen yn gost-effeithiol, sy'n golygu mai dod o hyd i'r dechnoleg gwasgaru gywir yw'r allwedd.
Mae'r dull gwasgaru neu synthesis hwn yn llafurus ac yn anghyfeillgar i'r amgylchedd, a gall cryfder y technolegau hyn hefyd achosi diffygion yn y graffen a gynhyrchir, a thrwy hynny leihau'r ansawdd rhagorol disgwyliedig o graffen.
Mae defnyddio glanhawyr uwchsonig mewn synthesis graffen yn dileu'r risgiau a'r costau sy'n gysylltiedig â dulliau aml-gam a chemegol. Mae defnyddio'r dull hwn i'r mwynau naturiol hypophyllite wedi paratoi'r ffordd ar gyfer ffordd newydd sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd o gynhyrchu graffen.
Amser postio: Tach-04-2021
