با استفاده از روش جدید لایه‌برداری الیاف کربنی به کمک اسید، تولید اکسید گرافن با کیفیتی مشابه نمونه‌های تجاری انجام شده است.
تحولی بزرگ در تولید پایدار و مقیاس‌پذیر اکسیدگرافن رخ داده است
محققان مؤسسه فناوری سلطنتی کی‌تی‌اچ (KTH Royal Institute of Technology) در جدیدترین شماره مجله علمی Small، روشی تکرارپذیر و مقیاس‌پذیر برای تولید نانوورق‌های اکسید گرافن (GO) از الیاف کربنی تجاری ارائه کرده‌اند. این دستاورد، گامی مهم در راستای سنتز پایدار نانومواد محسوب می‌شود.
در این فرآیند، الیاف کربنی با استفاده از اسید نیتریک لایه‌برداری شده و صفحاتی با ضخامت یک‌اتم از اکسید گرافن با کیفیتی مشابه نمونه‌های تجاری استخراج‌شده از گرافیت معدنی تولید می‌شوند.
اکسید گرافن به‌عنوان یک نانوماده پرکاربرد، در باتری‌های خودرویی استفاده می‌شود؛ جایی که صفحات نازک آن روی هم قرار گرفته و لایه‌هایی مشابه گرافیت ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، این ماده در تولید کامپوزیت‌های پیشرفته، تصفیه آب و دستگاه‌های الکترونیکی نیز کاربرد دارد. اما روش‌های فعلی که از گرافیت معدنی برای سنتز این ماده استفاده می‌کنند، به دلیل نیاز به مواد شیمیایی قوی و تفاوت در خلوص گرافیت، با مشکلاتی نظیر ناسازگاری در کیفیت مواجه هستند.
ریچارد اولسون، استاد مواد پلیمری در کی‌تی‌اچ، بیان کرد که این روش ابتدا با استفاده از الیاف کربنی حاصل از پلی‌آکریلونیتریل (PAN) آزمایش شده است. پلی‌آکریلونیتریل یک پلیمر پرکاربرد است که طی فرآیند اکسیداسیون و گرافیته شدن در دمای بالا به الیاف کربنی تبدیل می‌شود. وی همچنین افزود که این روش می‌تواند با سایر منابع خام مانند زیست‌توده یا محصولات جانبی صنایع جنگلی نیز اجرا شود.
اولسون به بازار باتری‌های خودروهای برقی به‌عنوان یکی از بخش‌هایی که می‌تواند از این فناوری بهره‌مند شود، اشاره کرد. او گفت: «هسته اصلی عملکرد باتری‌های گرافیتی، لایه‌های گرافنی آن است که می‌توان با استفاده از این روش، آن‌ها را از الیاف کربنی تجاری استخراج کرد.»
وی در ادامه افزود: «آینده صنعت خودروسازی مبتنی بر باتری خواهد بود و سؤال اصلی این است که گرافیت این باتری‌ها از کجا تأمین خواهد شد؟ تولیدکنندگان به گزینه‌های جایگزین نیاز خواهند داشت.»
این دستاورد می‌تواند مسیر تولید مواد نانوساختاری را تغییر داده و وابستگی به گرافیت معدنی را کاهش دهد، در نتیجه تولید پایدار و دوستدار محیط‌زیست را در صنعت نانومواد تقویت کند.
