Yüksek Kalitede Grafen Seri Üretimi için Uygun Maliyetli Teknik
Yeni yöntem geleneksel yöntemlerden 50 kat daha az çözücü kullanıyor.
Singapur Ulusal Üniversitesi (NUS) liderliğindeki bir araştırma ekibi grafen üretimi için ekonomik ve endüstriyel olarak uygulanabilir bir yöntem geliştirdi. Yeni teknik, geniş ölçekli grafen üretimi için verimli bir prosesin uzun süredir devam eden zorluğunu ele alıyor ve malzemenin sürdürülebilir sentezi için yolu açıyor.
Grafen, sadece bir atom kalınlığında bal peteği yapısına sahip iki boyutlu bir materyaldir. Geleceğin malzemesi olarak adlandırılan grafen, dokunmatik ekranlar, iletken mürekkepler ve hızlı şarj edilen piller gibi çok çeşitli uygulamalar için potansiyel olarak kullanılabilen benzersiz elektronik özellikler sergiler.
Bununla birlikte büyük ölçekte ekonomik bir şekilde yüksek kalitede grafen üretmekteki zorluk, endüstri tarafından yaygın olarak benimsenmesine engel teşkil etmeye devam etmektedir.
Grafen üretiminin geleneksel yöntemi, grafitten grafen tabakalarını soymak için ses enerjisi veya kesme kuvvetlerini kullanır ve sonra tabakaları büyük miktarlarda organik çözücü içinde dağıtır.
Yetersiz çözücü grafen tabakalarının yeniden grafit haline dönmesine neden olurken, bir kilogram grafen şu anda en az bir ton organik çözücü gerektirir ve bu da yöntemi maliyetli ve çevre dostu olmayan hale getirir.
50 Kat Daha Az Çözücü İle Grafen Üretilmesi
Öte yandan, NUS liderliğindeki araştırma ekibi 50 kat daha az çözücü kullanmaktadır. Bu, önceden işlemden geçirilmiş grafitin, topaklaşmayı tetiklemek için yüksek alkali bir koşul altında soyulmasıyla gerçekleştirilir. Bu, grafen tabakalarının, çözücü hacmini arttırmak zorunda kalmadan, grafen bulamacını oluşturmak üzere sürekli bir şekilde kümelendiği bir işlemdir. Bu yöntem aynı zamanda grafen katmanları arasında elektrostatik itme kuvvetlerini ortaya çıkarır ve kendilerini tekrar bağlamayı önler.
Ortaya çıkan grafen bulamacı, gerektiğinde veya aylarca depolandığında, kolayca tekli katmanlara ayrılabilecek. Bulamaç ayrıca denizdeki petrol sızıntısını gidermek için kullanılabilecek ultra hafif sünger benzeri bir malzeme olan 3D baskı iletken grafen aerojellerde doğrudan kullanılabilir.
Singapur Ulusal Üniversitesi’nde bulunan Gelişmiş 2-boyutlu Malzemeler Araştırması başkanı da olan Kimya Bölümü’nden Profesör Loh Kian Ping bu araştırmaya öncülük etmiştir. Profesör Ping “Yüksek kaliteli grafen ve kompozitlerini hazırlamak için benzersiz bir soyulma stratejisini başarıyla kanıtladık. Önemli ölçüde daha küçük hacimde çözücüye sahip konsantre bir bulamaç biçiminde yüksek bir kristalin grafen verimi sağlayan tekniğimiz, endüstrinin umut verici bu malzemenin uygun maliyetli ve sürdürülebilir bir şekilde büyük ölçekli sentezini gerçekleştirmesi için cazip bir çözümdür.” açıklamasında bulundu.
Araştırma Fudan Üniversitesi ile ortaklaşa yürütüldü ve bulgular Nature Communications’da bu yılın başlarında yayınlandı.
Kaynak : www.sciencedaily.com
