Las películas de carbono como el grafeno son materiales muy livianos pero muy resistentes con un excelente potencial de aplicación, pero pueden ser difíciles de fabricar, generalmente requieren mucha mano de obra y estrategias que consumen mucho tiempo, y los métodos son costosos y no son amigables con el medio ambiente.
Con la producción de una gran cantidad de grafeno, para superar las dificultades encontradas en la implementación de los métodos de extracción actuales, los investigadores de la Universidad Ben Gurion del Negev en Israel han desarrollado un método de extracción de grafeno "verde" que se puede aplicar a una amplia gama de campos, incluyendo la óptica, la electrónica, la ecología y la biotecnología.
Los investigadores utilizaron dispersión mecánica para extraer grafeno del mineral natural striolita.Descubrieron que el mineral hipofilita muestra buenas perspectivas en la producción de grafeno y sustancias similares al grafeno a escala industrial.
El contenido de carbono del hipofíbol puede ser diferente.Según el contenido de carbono, el hipofíbol puede tener diferentes potenciales de aplicación.Algunos tipos pueden usarse por sus propiedades catalíticas, mientras que otros tipos tienen propiedades bactericidas.
Las características estructurales del hipopiroxeno determinan su aplicación en el proceso de oxidación-reducción, y también se puede utilizar para la producción en altos hornos y la producción de ferroaleaciones de fundición (con alto contenido de silicio).
Debido a sus propiedades físicas y mecánicas, densidad aparente, buena resistencia y resistencia al desgaste, la hipofilita también tiene la capacidad de adsorber una variedad de sustancias orgánicas, por lo que puede usarse como material de filtro.También demostró la capacidad de eliminar partículas de radicales libres que pueden contaminar las fuentes de agua.
El hipopiroxeno muestra la capacidad de desinfectar y purificar el agua de bacterias, esporas, microorganismos simples y algas verdeazuladas.Debido a sus altas propiedades catalíticas y reductoras, la magnesia se usa a menudo como adsorbente para el tratamiento de aguas residuales.
( a ) aumento X13500 y ( b ) imagen TEM de aumento X35000 de la muestra de hipofilita dispersa.( c ) espectro Raman de la hipofilita tratada y ( d ) espectro XPS de la línea de carbono en el espectro de hipofilita
Extracción de grafeno
Para preparar las rocas para la extracción de grafeno, los dos utilizaron un microscopio electrónico de barrido (SEM) para examinar las impurezas de metales pesados y la porosidad en las muestras.También aplicaron otros métodos de laboratorio para comprobar la composición estructural general y la presencia de otros minerales en el hipofíbol.
Una vez que se completó el análisis y la preparación de la muestra, los investigadores pudieron extraer grafeno de la diorita después de procesar mecánicamente la muestra de Karelia utilizando un limpiador ultrasónico digital.
Dado que se puede procesar una gran cantidad de muestras con este método, no hay riesgo de contaminación secundaria y no se requieren métodos de procesamiento de muestras posteriores.
Dado que las extraordinarias propiedades del grafeno han sido ampliamente conocidas en la comunidad de investigación científica en general, se han desarrollado muchos métodos de producción y síntesis.Sin embargo, muchos de estos métodos son procesos de varios pasos o requieren el uso de productos químicos y agentes oxidantes y reductores fuertes.
Aunque el grafeno y otras películas de carbono han mostrado un gran potencial de aplicación y han logrado un éxito relativo en I+D, los procesos que utilizan estos materiales aún están en desarrollo.Parte del desafío es hacer que la extracción de grafeno sea rentable, lo que significa que encontrar la tecnología de dispersión adecuada es la clave.
Este método de dispersión o síntesis es laborioso y perjudicial para el medio ambiente, y la solidez de estas tecnologías también puede causar defectos en el grafeno producido, lo que reduce la excelente calidad esperada del grafeno.
La aplicación de limpiadores ultrasónicos en la síntesis de grafeno elimina los riesgos y costos asociados con los métodos químicos y de varios pasos.La aplicación de este método al mineral natural hipofilita allanó el camino para una nueva forma ecológica de producir grafeno.
Hora de publicación: 04-nov-2021