ნახშირბადის ფირები, როგორიცაა გრაფენი, ძალიან მსუბუქი, მაგრამ ძალიან მტკიცე მასალებია შესანიშნავი გამოყენების პოტენციალით, თუმცა მათი წარმოება შეიძლება რთული იყოს, როგორც წესი, მოითხოვს დიდ ადამიანურ რესურსს და დროის ხარჯვას, ხოლო მეთოდები ძვირია და ეკოლოგიურად სუფთა არ არის.
გრაფენის დიდი რაოდენობით წარმოებით, მიმდინარე მოპოვების მეთოდების დანერგვასთან დაკავშირებული სირთულეების დასაძლევად, ისრაელის ნეგევის ბენ გურიონის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს „მწვანე“ გრაფენის მოპოვების მეთოდი, რომლის გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა სფეროში, მათ შორის ოპტიკაში, ელექტრონიკაში, ეკოლოგიასა და ბიოტექნოლოგიაში.
მკვლევრებმა მექანიკური დისპერსია გამოიყენეს გრაფენის ბუნებრივი მინერალ სტრიოლიტიდან გამოსაყოფად. მათ აღმოაჩინეს, რომ მინერალი ჰიპოფილიტი კარგ პერსპექტივებს აჩვენებს სამრეწველო მასშტაბის გრაფენისა და გრაფენის მსგავსი ნივთიერებების წარმოებაში.
ჰიპოფიბოლის ნახშირბადის შემცველობა შეიძლება განსხვავებული იყოს. ნახშირბადის შემცველობის მიხედვით, ჰიპოფიბოლს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული გამოყენების პოტენციალი. ზოგიერთი ტიპი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მათი კატალიზური თვისებების გამო, ხოლო სხვა ტიპებს აქვთ ბაქტერიციდული თვისებები.
ჰიპოპიროქსენის სტრუქტურული მახასიათებლები განსაზღვრავს მის გამოყენებას ჟანგვა-აღდგენის პროცესში და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას აფეთქების ღუმელის წარმოებისთვის და თუჯის (მაღალი სილიციუმის შემცველობის) ფეროშენადნობების წარმოებისთვის.
ფიზიკური და მექანიკური თვისებების, მოცულობითი სიმკვრივის, კარგი სიმტკიცისა და ცვეთამედეგობის გამო, ჰიპოფილიტს ასევე აქვს სხვადასხვა ორგანული ნივთიერებების ადსორბციის უნარი, ამიტომ მისი გამოყენება შესაძლებელია ფილტრის მასალად. მან ასევე აჩვენა თავისუფალი რადიკალური ნაწილაკების აღმოფხვრის უნარი, რომლებმაც შეიძლება დააბინძურონ წყლის წყაროები.
ჰიპოპიროქსენი ავლენს წყლის დეზინფექციისა და გაწმენდის უნარს ბაქტერიებისგან, სპორებისგან, მარტივი მიკროორგანიზმებისა და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებისგან. მაღალი კატალიზური და აღმდგენი თვისებების გამო, მაგნეზია ხშირად გამოიყენება ჩამდინარე წყლების გამწმენდად ადსორბენტად.
(ა) გაფანტული ჰიპოფილიტის ნიმუშის X13500 გადიდება და (ბ) დისპერსიული ჰიპოფილიტის ნიმუშის TEM გამოსახულება X35000 გადიდებით. (გ) დამუშავებული ჰიპოფილიტის რამანის სპექტრი და (დ) ჰიპოფილიტის სპექტრში ნახშირბადის ხაზის XPS სპექტრი
გრაფენის ექსტრაქცია
გრაფენის ექსტრაქციისთვის ქანების მოსამზადებლად, ორივემ გამოიყენა სკანირებადი ელექტრონული მიკროსკოპი (SEM), რათა შეესწავლათ ნიმუშებში მძიმე მეტალების მინარევები და ფორიანობა. მათ ასევე გამოიყენეს სხვა ლაბორატორიული მეთოდები ჰიპოფიბოლში ზოგადი სტრუქტურული შემადგენლობისა და სხვა მინერალების არსებობის შესამოწმებლად.
ნიმუშის ანალიზისა და მომზადების დასრულების შემდეგ, მკვლევრებმა დიორიტიდან გრაფენის ამოღება შეძლეს კარელიიდან აღებული ნიმუშის მექანიკური დამუშავების შემდეგ, ციფრული ულტრაბგერითი საწმენდის გამოყენებით.
ვინაიდან ამ მეთოდით შესაძლებელია ნიმუშების დიდი რაოდენობის დამუშავება, მეორადი დაბინძურების რისკი არ არსებობს და შემდგომი ნიმუშების დამუშავების მეთოდები არ არის საჭირო.
ვინაიდან გრაფენის არაჩვეულებრივი თვისებები ფართო სამეცნიერო-კვლევით საზოგადოებაში ფართოდ არის ცნობილი, შემუშავდა წარმოებისა და სინთეზის მრავალი მეთოდი. თუმცა, ამ მეთოდებიდან ბევრი ან მრავალსაფეხურიანი პროცესია, ან მოითხოვს ქიმიკატების და ძლიერი დამჟანგავი და აღმდგენი აგენტების გამოყენებას.
მიუხედავად იმისა, რომ გრაფენმა და სხვა ნახშირბადის ფენებმა დიდი გამოყენების პოტენციალი გამოავლინეს და შედარებით წარმატებას მიაღწიეს კვლევასა და განვითარებაში, ამ მასალების გამოყენებით პროცესები ჯერ კიდევ შემუშავების პროცესშია. გამოწვევის ნაწილი გრაფენის ექსტრაქციის ეკონომიურად ეფექტური გახდომაა, რაც იმას ნიშნავს, რომ სწორი დისპერსიული ტექნოლოგიის პოვნა მთავარია.
დისპერსიის ან სინთეზის ეს მეთოდი შრომატევადი და ეკოლოგიურად არამეგობრულია, ხოლო ამ ტექნოლოგიების სიძლიერემ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს დეფექტები წარმოებულ გრაფენში, რითაც მცირდება გრაფენის მოსალოდნელი შესანიშნავი ხარისხი.
გრაფენის სინთეზში ულტრაბგერითი საწმენდების გამოყენება გამორიცხავს მრავალსაფეხურიან და ქიმიურ მეთოდებთან დაკავშირებულ რისკებსა და ხარჯებს. ამ მეთოდის ბუნებრივ მინერალ ჰიპოფილიტზე გამოყენებამ გზა გაუხსნა გრაფენის წარმოების ახალ, ეკოლოგიურად სუფთა გზას.
გამოქვეყნების დრო: 2021 წლის 4 ნოემბერი
