Filem karbon seperti grafena merupakan bahan yang sangat ringan tetapi sangat kuat dengan potensi aplikasi yang sangat baik, tetapi mungkin sukar untuk dihasilkan, biasanya memerlukan banyak tenaga kerja dan strategi yang memakan masa, serta kaedahnya mahal dan tidak mesra alam.
Dengan penghasilan sejumlah besar grafena, bagi mengatasi kesukaran yang dihadapi dalam melaksanakan kaedah pengekstrakan semasa, para penyelidik di Universiti Ben Gurion di Negev di Israel telah membangunkan kaedah pengekstrakan grafena "hijau" yang boleh digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk optik, elektronik, ekologi dan bioteknologi.
Para penyelidik menggunakan penyebaran mekanikal untuk mengekstrak grafen daripada striolit mineral semula jadi. Mereka mendapati bahawa mineral hipofilit menunjukkan prospek yang baik dalam menghasilkan grafen berskala perindustrian dan bahan seperti grafen.
Kandungan karbon hipofibol mungkin berbeza. Mengikut kandungan karbon, hipofibol boleh mempunyai potensi aplikasi yang berbeza. Sesetengah jenis mungkin digunakan untuk sifat pemangkinnya, manakala jenis lain mempunyai sifat bakteria.
Ciri-ciri struktur hipopiroksen menentukan aplikasinya dalam proses pengurangan pengoksidaan, dan ia juga boleh digunakan untuk pengeluaran relau bagas dan pengeluaran feroaloi besi tuang (silikon tinggi).
Disebabkan oleh sifat fizikal dan mekanikalnya, ketumpatan pukal, kekuatan yang baik dan rintangan haus, hipofilit juga mempunyai keupayaan untuk menyerap pelbagai bahan organik, jadi ia sebenarnya boleh digunakan sebagai bahan penapis. Ia juga menunjukkan keupayaan untuk menghapuskan zarah radikal bebas yang mungkin mencemari sumber air.
Hipopiroksen menunjukkan keupayaan untuk membasmi kuman dan menulenkan air daripada bakteria, spora, mikroorganisma ringkas dan alga biru-hijau. Disebabkan sifat pemangkin dan pengurangannya yang tinggi, magnesia sering digunakan sebagai penjerap untuk rawatan air sisa.
(a) Pembesaran X13500 dan (b) Imej TEM pembesaran X35000 bagi sampel hipofilit yang tersebar. (c) Spektrum Raman bagi hipofilit yang dirawat dan (d) Spektrum XPS bagi garisan karbon dalam spektrum hipofilit
Pengekstrakan grafena
Untuk menyediakan batuan bagi pengekstrakan grafena, kedua-duanya menggunakan mikroskop elektron imbasan (SEM) untuk memeriksa bendasing logam berat dan keliangan dalam sampel. Mereka juga menggunakan kaedah makmal lain untuk memeriksa komposisi struktur umum dan kehadiran mineral lain dalam hipofibol.
Selepas analisis dan penyediaan sampel selesai, para penyelidik dapat mengekstrak grafena daripada diorit selepas memproses sampel secara mekanikal dari Karelia menggunakan pembersih ultrasonik digital.
Oleh kerana sebilangan besar sampel boleh diproses menggunakan kaedah ini, tiada risiko pencemaran sekunder dan kaedah pemprosesan sampel berikutnya tidak diperlukan.
Memandangkan sifat-sifat luar biasa grafena telah diketahui secara meluas dalam komuniti penyelidikan saintifik yang lebih luas, banyak kaedah pengeluaran dan sintesis telah dibangunkan. Walau bagaimanapun, kebanyakan kaedah ini sama ada merupakan proses berbilang langkah atau memerlukan penggunaan bahan kimia dan agen pengoksidaan dan penurunan yang kuat.
Walaupun grafena dan filem karbon lain telah menunjukkan potensi aplikasi yang besar dan mencapai kejayaan R&D yang relatif, proses penggunaan bahan-bahan ini masih dalam pembangunan. Sebahagian daripada cabarannya adalah untuk menjadikan pengekstrakan grafena kos efektif, yang bermaksud bahawa mencari teknologi penyebaran yang betul adalah kuncinya.
Kaedah penyebaran atau sintesis ini memakan masa dan tidak mesra alam, dan kekuatan teknologi ini juga boleh menyebabkan kecacatan pada grafena yang dihasilkan, sekali gus mengurangkan kualiti grafena yang diharapkan.
Penggunaan pembersih ultrasonik dalam sintesis grafena menghapuskan risiko dan kos yang berkaitan dengan kaedah berbilang langkah dan kimia. Penggunaan kaedah ini pada hipofilit mineral semula jadi telah membuka jalan kepada cara baharu yang mesra alam untuk menghasilkan grafena.
Masa siaran: 04 Nov-2021
