روش جدیدی برای تولید انبوه گرافن

محققان استرالیایی موفق شده‌اند ک با ترکیب سدیم و اتانول، مقادیر زیادی گرافن تولید کنند. طبق گفته رهبر این گروه تحقیقاتی، جون ‌استراید در دانشگاه نیوسوث والز، این فرآیند می‌تواند منجر به پیشرفت سریع‌تر کاربردهای این مادۀ بسیار نویدبخش که ساخت ارزان آن مشکل است، ‌شود.

محققان استرالیایی موفق شده‌اند ک با ترکیب سدیم و اتانول، مقادیر زیادی گرافن تولید کنند. طبق گفته رهبر این گروه تحقیقاتی، جون ‌استراید در دانشگاه نیوسوث والز، این فرآیند می‌تواند منجر به پیشرفت سریع‌تر کاربردهای این مادۀ بسیار نویدبخش که ساخت ارزان آن مشکل است، ‌شود.

هدایت الکتریکی ، استحکام و انعطاف‌پذیری عالی گرافن، آن را به یک ماده جذاب برای هر چیزی از LCDها گرفته تا ترانزیستورها کرده است. این صفحه کربنی مسطح ممکن است در کاربردهای بسیار دیگری شامل باطری‌ها، کامپوزیت‌ها و ذخیره گاز استفاده شود. اما تولید ارزان مقادیر زیادی از گرافن مشکل است. این ماده می‌تواند با شکافتن لایه‌های کربن از یک تکه بزرگ گرافیت، با استفاده از نوار چسبناک تولید شود. این روش معروف به روش استاچ است. اما جداسازی این ورقه‌های بسیار نازک از باقی‌مانده‌های گرافیت ضخیم، یک فرآیند گران و طاقت‌فرسا می‌باشد. در عوض شیمیدان‌ها روش‌های متنوعی برای فرآوری گرافن در محلول توسعه داده‌اند. برای مثال ترسیب ورقه‌های گرافن روی سیلیکا با استفاده از حلال هیدرازین برای احیاء اکسید گرافیت و یا ورقه‌ورقه‌کردن گرافیت برای تولید صفحه‌های گرافن معلق در محلول. در روش دوم سورفکتانت‌ها مانع چسبیدن لایه‌‌ها به همدیگر می‌شوند. اگرچه هیچکدام از این روش‌ها، به سادگی روش‌ این محققان نیستند. در این روش سدیم با اتانول برای سه روز گرم می‌شود، و سپس جامد حاصله برای بدست‌آوردن آرایه جوش‌خورده‌ای از صفحات گرافن، گرم(پیرولیز) می‌شود. این آرایه با یک تکان ملایم پخش می‌شود و بعد از شستن و خشک‌کردن، صفحات گرافن مجزایی بدست می‌آید. این محققان مانند دیگر محققان، قادر به تولید ورقه‌های با قطرهایی در حدود ده‌ها میکرومتر هستند، اما از مواد شیمیایی مضر یا حلال‌ها استفاده نمی‌کنند. این روش به دنبال تلاش ناموفق برای تولید نانولوله‌های کربنی، طی فرآیندی بنام “اثر ذرت بوداده” کشف شد. استراید توضیح داد: در این فرآیند شبه‌میکروحباب‌هایی تولید می‌شود که اتانول در آنها به‌دام‌افتاده‌است. این شبه‌میکروحباب‌ها به سرعت گرم و منبسط می‌شوند. ما فکر می‌کنیم چگالی بسیار بالای گرما سبب تجزیه این ماده به کربن عنصری می‌شود. روش این محققان برخلاف روش‌های سنتز شیمیایی و فرآیندهای ترسیب، گرافن‌های بی‌نقصی تولید می‌کند که از نظر اتمی کامل هستند و بهترین عملکرد الکترونیکی را دارند.صنعت الکترونیک از این گرافن‌ها به شدت استقبال خواهد کرد. اما از نظر این محققان این فرآیند باید بیشتر کنترل شود. در حال حاضر این فرآیند ورقه‌هایی از گرافن تولید می‌کند که بطور تصادفی در کنار هم قرار گرفته‌اند و شامل انواعی از ناخالصی‌ها هستند. این محققان می‌گویند که اکنون شیمیدان‌های بیشتری علاقمند به بعضی از کاربردهای غیرالکترونیکی گرافن از قبیل ذخیره گاز می‌شوند و تحقیقات در این زمینه‌ها شروع خواهد شد. مساحت سطح این گرافن تولیدشده بسیار بالا است، بنابراین برای جذب انواع مختلف گازها مانند هیدروژن، نویدبخش است. این محققان نتایج خود را در مجله Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.