Сухой лед удешевит производство графена
Ученые из Южной Кореи и Университета Кейс Вестерн Резерв (США) нашли способ дешевого массового производства высококачественных нанолистов графена. Для этого нужен лишь сухой лед и простой производственный процесс.
Графен, который состоит из обычного «карандашного» графита, считается наиболее ценным материалом из всех разработанных за последнее столетие. Листы графена проводят электричество лучше, чем медь; тепло - эффективнее любого материала, лучше, и при этом графен тверже, чем алмаз. В общем, это исключительно полезный и перспективный материал, но есть одна проблема – пока не существует простой и дешевой технологии массового производства графеновых листов, что затягивает наступление «графеновой революции».
Но, кажется, эта проблема, наконец, решена. Ученые разработали более простой способ производства графена, чем нынешний трудоемкий процесс кислотного окисления, который требует применения токсичных химических веществ.
Для производства графена исследователи разместили графит и замороженный углекислый газ (сухой лед) в специальный мельник - сферический контейнер, заполненный шариками из нержавеющей стали. В течение двух дней мельник перемалывал графит, хлопья которого оседали на стенках шара. Благодаря этому, графит мог вступить в химическое взаимодействие с карбоновой кислотой, образующейся в процессе перемалывания из сухого льда.
Карбоксилированные края делают графит растворимым в протонных растворителях, в том числе, в воде и метаноле, а также апрототонном растворителе диметилсульфоксиде. В конце процесса, диспергированный в растворителе графит образует отдельные хлопья графена в пять или меньше слоев.
Чтобы проверить, будет ли этот материал полезен для электронной промышленности, ученые сжали его в гранулы. Выяснилось, что гранулы проводят электрический ток в 688 раз лучше, чем гранулы графена, полученные в результате кислотного окисления графита.
Для формирования графеновых пленок большой площади карбоксилированные нанолисты графена поместили на кремниевые пластины 3,5х5 сантиметров и нагрели до 900 градусов по Цельсию. Исследователи говорят, что этот процесс масштабируемый, и размер листов графена ограничен только размером кремниевых пластин. При этом электропроводность пленок графена большой площади также выше, чем у графена, выполненного по «традиционной» технологии окисления.
Ученые подчеркивают, что при использовании аммиака и триоксида серы в качестве заменителей сухого льда и с помощью различных растворителей можно создавать разные типы графеновых пленок: для суперконденсаторов, топливных элементов без платины, сборки трехмерных структур и т.д.
Графен, который состоит из обычного «карандашного» графита, считается наиболее ценным материалом из всех разработанных за последнее столетие. Листы графена проводят электричество лучше, чем медь; тепло - эффективнее любого материала, лучше, и при этом графен тверже, чем алмаз. В общем, это исключительно полезный и перспективный материал, но есть одна проблема – пока не существует простой и дешевой технологии массового производства графеновых листов, что затягивает наступление «графеновой революции».
Но, кажется, эта проблема, наконец, решена. Ученые разработали более простой способ производства графена, чем нынешний трудоемкий процесс кислотного окисления, который требует применения токсичных химических веществ.
Для производства графена исследователи разместили графит и замороженный углекислый газ (сухой лед) в специальный мельник - сферический контейнер, заполненный шариками из нержавеющей стали. В течение двух дней мельник перемалывал графит, хлопья которого оседали на стенках шара. Благодаря этому, графит мог вступить в химическое взаимодействие с карбоновой кислотой, образующейся в процессе перемалывания из сухого льда.
Карбоксилированные края делают графит растворимым в протонных растворителях, в том числе, в воде и метаноле, а также апрототонном растворителе диметилсульфоксиде. В конце процесса, диспергированный в растворителе графит образует отдельные хлопья графена в пять или меньше слоев.
Чтобы проверить, будет ли этот материал полезен для электронной промышленности, ученые сжали его в гранулы. Выяснилось, что гранулы проводят электрический ток в 688 раз лучше, чем гранулы графена, полученные в результате кислотного окисления графита.
Для формирования графеновых пленок большой площади карбоксилированные нанолисты графена поместили на кремниевые пластины 3,5х5 сантиметров и нагрели до 900 градусов по Цельсию. Исследователи говорят, что этот процесс масштабируемый, и размер листов графена ограничен только размером кремниевых пластин. При этом электропроводность пленок графена большой площади также выше, чем у графена, выполненного по «традиционной» технологии окисления.
Ученые подчеркивают, что при использовании аммиака и триоксида серы в качестве заменителей сухого льда и с помощью различных растворителей можно создавать разные типы графеновых пленок: для суперконденсаторов, топливных элементов без платины, сборки трехмерных структур и т.д.
Ещё новости по теме:
18:20