2083
Графен можна отримати за допомогою кухонного блендера і рідини для миття посуду
Незважаючи на те, що завдання виготовлення графена на промисловому масштабі ще не було вирішено, лабораторні методи її видобутку іноді надзвичайно прості і доступні. Класична версія – механічна дражка зерна графіту з використанням звичайної стрічки, описаної в роботі Костянтина Новоселова та колег у 2004 році. З цією роботою почалася сучасна епоха масових досліджень властивостей графена, а Новоселов і його колегія Андрія Гейм отримала Нобелівську премію з фізики в 2010 році за їх дослідження.
На жаль, метод механічної дражки практично не масштабований – після багаторазового розсіювання, необхідно шукати крихітні, мікрон-довгові і практично прозорі кристали за допомогою мікроскопа. Розроблено кілька хімічних методів стратифікації графену, з використанням ультразвукових, розчинників та поверхнево-активних речовин. Використовуючи ці методи, отримано підвіску графенових пластівців у воді або розчиннику - метод, який цілком підходить в лабораторії, але, як механічна дражка, ще не дуже добре масштабується.
У квітні видання Nature Materials опубліковано дослідження командою вчених з Англії та Ірландії, які розробили дуже простий, але з хорошими перспективами методу масштабування для отримання графена. Виявляється, що крихітні ваги графена можна отримати шляхом обробки підвіски графіту з міксером досить високою революцією. У своїй роботі вчені в основному використовували лабораторний міксер L5M компанії Silverson і спеціально підібрані реагенти, але вони спробували їх метод із звичайним кухонним блендером Kenwood BL370 і рідиною для миття посуду Fairy як поверхнево-активний засіб, який запобігає злипанню графенових пластівців. Результати були досить порівняні.
Blender, процес графену «живлення» і один з масштабів графена під мікроскопом
Єдиний прилад, який важко знайти на кожній кухні, і який необхідний для того, щоб відокремити графенові пластівці від залишених непросвітлених зернових графенових – відцентрових. Справа в тому, що при будь-яких методах отримання графена від призупинення порошку графіту врожайність графена підходить для подальшого використання або експериментів досить невелика - так, в експерименті з побутовим блендером при концентрації графіту в оригінальному розчині 100 мг / мл після 30 хвилин «живлення» концентрація графена становить близько 0,15 мг / мл.
Хоча ці цифри не дивно, в порівнянні з іншими методами виготовлення графенів, використання міксерів є дуже ефективним - набагато менша енергія витрачається на виготовлення однакової кількості графена, ніж за допомогою УЗД. Крім того, цей метод дуже добре масштабований - в лабораторії отримано до 100 літрів графенової суспензії в одному ходу - ультразвукові агрегати зазвичай працюють з обсягами декількох замовлень меншої величини. Вчені розраховують, що промислова рослина здатна перемішувати 10 куб. м розчину за годину зможе виробляти до 7,5 кг графена.
Отримана підвіска графенових ваг може бути використана для створення тонких графенових покриттів з високою електричною та теплопровідністю, а також армування добавка, що значно покращує механічні властивості пластмас. На основі графенових ваг і покриттів з них можна зробити сонячні панелі, датчики і суперконденсатори.
Хоча стаття на сайті Nature доступна тільки на платній основі, ви можете завантажити дуже докладні та інформативні додаткові матеріали (PDF, 4.3 MB) з докладним описом всіх експериментів і порівнянням нового способу виготовлення графена з існуючими.
Джерело: habrahabr.ru/post/220273/
На жаль, метод механічної дражки практично не масштабований – після багаторазового розсіювання, необхідно шукати крихітні, мікрон-довгові і практично прозорі кристали за допомогою мікроскопа. Розроблено кілька хімічних методів стратифікації графену, з використанням ультразвукових, розчинників та поверхнево-активних речовин. Використовуючи ці методи, отримано підвіску графенових пластівців у воді або розчиннику - метод, який цілком підходить в лабораторії, але, як механічна дражка, ще не дуже добре масштабується.
У квітні видання Nature Materials опубліковано дослідження командою вчених з Англії та Ірландії, які розробили дуже простий, але з хорошими перспективами методу масштабування для отримання графена. Виявляється, що крихітні ваги графена можна отримати шляхом обробки підвіски графіту з міксером досить високою революцією. У своїй роботі вчені в основному використовували лабораторний міксер L5M компанії Silverson і спеціально підібрані реагенти, але вони спробували їх метод із звичайним кухонним блендером Kenwood BL370 і рідиною для миття посуду Fairy як поверхнево-активний засіб, який запобігає злипанню графенових пластівців. Результати були досить порівняні.
Blender, процес графену «живлення» і один з масштабів графена під мікроскопом
Єдиний прилад, який важко знайти на кожній кухні, і який необхідний для того, щоб відокремити графенові пластівці від залишених непросвітлених зернових графенових – відцентрових. Справа в тому, що при будь-яких методах отримання графена від призупинення порошку графіту врожайність графена підходить для подальшого використання або експериментів досить невелика - так, в експерименті з побутовим блендером при концентрації графіту в оригінальному розчині 100 мг / мл після 30 хвилин «живлення» концентрація графена становить близько 0,15 мг / мл.
Хоча ці цифри не дивно, в порівнянні з іншими методами виготовлення графенів, використання міксерів є дуже ефективним - набагато менша енергія витрачається на виготовлення однакової кількості графена, ніж за допомогою УЗД. Крім того, цей метод дуже добре масштабований - в лабораторії отримано до 100 літрів графенової суспензії в одному ходу - ультразвукові агрегати зазвичай працюють з обсягами декількох замовлень меншої величини. Вчені розраховують, що промислова рослина здатна перемішувати 10 куб. м розчину за годину зможе виробляти до 7,5 кг графена.
Отримана підвіска графенових ваг може бути використана для створення тонких графенових покриттів з високою електричною та теплопровідністю, а також армування добавка, що значно покращує механічні властивості пластмас. На основі графенових ваг і покриттів з них можна зробити сонячні панелі, датчики і суперконденсатори.
Хоча стаття на сайті Nature доступна тільки на платній основі, ви можете завантажити дуже докладні та інформативні додаткові матеріали (PDF, 4.3 MB) з докладним описом всіх експериментів і порівнянням нового способу виготовлення графена з існуючими.
Джерело: habrahabr.ru/post/220273/
