تولید گرافن با کیفیت از عصاره درخت چای
از نظر تجربی گرافن در محل تجمع سوسک‌ها، مواد پلاستیکی و محل دفع فضولات حیواناتی مانند سگ‌ها و از نظر تئوری در مناطقی که منبع کربن وجود دارد تشکیل می‌شود. با این حال دانشمندان هنوز هم به دنبال ماده پیش‌ساز گرافن و روش رشدی هستند که سریع، پایدار، قابل اندازه‌گیری و اقتصادی باشد که دستیابی به آن لازمه تحقیقات گسترده تجاری در رابطه با گرافن است.
در یک مطالعه جدید، پژوهشگران از نوعی درخت چای با نام علمی «Melaleuca alternifolia» که برای ساخت روغن‌های مورد نیاز در طب سنتی از آن استفاده می‌شود موفق به تولید گرافن شدند. آنها نشان دادند که می‌توانند در عرض چند دقیقه تا چند ثانیه فیلم‌های گرافن را بدون هیچ نقصی در سطح وسیعی از روغن درخت چای تهیه کنند.
برخلاف روشهای قبلی، روش جدید در درجه حرارت نسبتا پایین انجام می‌گیرد و نیازی به استفاده ازکاتالیزور، گاز متان ، مواد سمی، مواد تجدید ناپذیر و پیش ماده‌های منفجره ندارد.
پروفسور موهان و جاکوب از دانشگاه جیمز کوک در کوئیزلند استرالیا و همکارانشان از موسسات آموزشی در استرالیا، سنگاپور، ژاپن و آمریکا مقاله ای را در رابطه با روش جدید ساخت گرافن از درخت چای در آخرین شماره از مجله نانو منتشر کردند.
جاکوب در این باره می‌گوید:« این پژوهشگران ساخت لایه‌های باکیفیت گرافن از مواد اولیه سازگار با محیط زیست را تحقق بخشیدند و به طور کلی به کارگیری روشهای سریع، منابع سازگار با محیط زیست و فرآیندی که قابل اجرا در درجه حرارت پایین باشد از مهم‌ترین اهداف پژوهشگران در این مطالعه بوده است.»
برای تولید گرافن، پژوهشگران از تکنیکی به نام رسوبدهی بخار شیمیایی توسط پلاسما استفاده کردند. آنها عصاره درخت چای تبخیرشده را وارد یک لوله گرم کردند، که در بیشتر روشهای مشابه قبلی از گاز متان استفاده می‌شد. به محض این پلاسما را با استفاده از الکترودها وارد لوله کردند، بخار بلافاصله به فیلم گرافن تبدیل شد.
گرافن تهیه شده با این روش حجم وسیعی دارد و طول لبه‌ها بسیار بلند است. پژوهشگران تخمین می‌زنند که طول کل لبه‌ها 2.6 کیلومتر در هر سانتی‌متر مربع باشد. لبه‌های گرافن تاثیر زیادی درخصوصیات کلی مواد دارد؛ گرافن با لبه‌های طویل مزایای زیادی برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی ازجمله الکترودهای باتری و سنسورهای شیمیایی دارد. یکی دیگر از خصوصیات منحصر به فرد گرافن تولید شده آبگریز بودن آن است. در حالت کلی آبگریزی با افزایش تعداد لایه‌های گرافن 2 بعدی افزایش می‌یابد و در گرافن 3 بعدی بیشترین مقدار را پیدا می‌کند. براساس این نتایج چنین گرافنی می‌تواند برای ایجاد پوشش‌ها و سطوح مختلف آبگریز، مانند تجهیزات پزشکی و منسوجات دافع آب استفاده شوند.
پژوهشگران معتقدند فیلم‌های گرافن تولید شده از درخت چای پتانسیل بالقوه‌ای برای استفاده در دستگاه‌های حافظه غیرفرار نسل‌های بعدی به نام ممریستور یا مقاومت حافظه‌دار دارند که اطلاعات را در سطوحی از مقاومت‌های الکتریکی خود ذخیره می‌کنند. آنها این احتمال را با ساندویچ کردن نیمه هادی مابین گرافن و آلومینیوم و تولید دستگاهی که خصوصیات ممریستیوی را نشان می‌دهد، ثابت کردند.
پژوهشگران تصمیم دارند تا مطالعات بیشتری در زمینه این برنامه و سایر برنامه‌های کاربردی دیگر انجام دهند. جاکوب در این باره می‌گوید:« ما درآینده بیشتردر مورد خواص مواد و بهینه سازی کاربرد الکتریکی آنها تمرکز خواهیم کرد.»
از نظر تجربی گرافن در محل تجمع سوسک‌ها، مواد پلاستیکی و محل دفع فضولات حیواناتی مانند سگ‌ها و از نظر تئوری در مناطقی که منبع کربن وجود دارد تشکیل می‌شود. با این حال دانشمندان هنوز هم به دنبال ماده پیش‌ساز گرافن و روش رشدی هستند که سریع، پایدار، قابل اندازه‌گیری و اقتصادی باشد که دستیابی به آن لازمه تحقیقات گسترده تجاری در رابطه با گرافن است.
در یک مطالعه جدید، پژوهشگران از نوعی درخت چای با نام علمی «Melaleuca alternifolia» که برای ساخت روغن‌های مورد نیاز در طب سنتی از آن استفاده می‌شود موفق به تولید گرافن شدند. آنها نشان دادند که می‌توانند در عرض چند دقیقه تا چند ثانیه فیلم‌های گرافن را بدون هیچ نقصی در سطح وسیعی از روغن درخت چای تهیه کنند.
برخلاف روشهای قبلی، روش جدید در درجه حرارت نسبتا پایین انجام می‌گیرد و نیازی به استفاده ازکاتالیزور، گاز متان ، مواد سمی، مواد تجدید ناپذیر و پیش ماده‌های منفجره ندارد.
پروفسور موهان و جاکوب از دانشگاه جیمز کوک در کوئیزلند استرالیا و همکارانشان از موسسات آموزشی در استرالیا، سنگاپور، ژاپن و آمریکا مقاله ای را در رابطه با روش جدید ساخت گرافن از درخت چای در آخرین شماره از مجله نانو منتشر کردند.
جاکوب در این باره می‌گوید:« این پژوهشگران ساخت لایه‌های باکیفیت گرافن از مواد اولیه سازگار با محیط زیست را تحقق بخشیدند و به طور کلی به کارگیری روشهای سریع، منابع سازگار با محیط زیست و فرآیندی که قابل اجرا در درجه حرارت پایین باشد از مهم‌ترین اهداف پژوهشگران در این مطالعه بوده است.»
برای تولید گرافن، پژوهشگران از تکنیکی به نام رسوبدهی بخار شیمیایی توسط پلاسما استفاده کردند. آنها عصاره درخت چای تبخیرشده را وارد یک لوله گرم کردند، که در بیشتر روشهای مشابه قبلی از گاز متان استفاده می‌شد. به محض این پلاسما را با استفاده از الکترودها وارد لوله کردند، بخار بلافاصله به فیلم گرافن تبدیل شد.
گرافن تهیه شده با این روش حجم وسیعی دارد و طول لبه‌ها بسیار بلند است. پژوهشگران تخمین می‌زنند که طول کل لبه‌ها 2.6 کیلومتر در هر سانتی‌متر مربع باشد. لبه‌های گرافن تاثیر زیادی درخصوصیات کلی مواد دارد؛ گرافن با لبه‌های طویل مزایای زیادی برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی ازجمله الکترودهای باتری و سنسورهای شیمیایی دارد. یکی دیگر از خصوصیات منحصر به فرد گرافن تولید شده آبگریز بودن آن است. در حالت کلی آبگریزی با افزایش تعداد لایه‌های گرافن 2 بعدی افزایش می‌یابد و در گرافن 3 بعدی بیشترین مقدار را پیدا می‌کند. براساس این نتایج چنین گرافنی می‌تواند برای ایجاد پوشش‌ها و سطوح مختلف آبگریز، مانند تجهیزات پزشکی و منسوجات دافع آب استفاده شوند.
پژوهشگران معتقدند فیلم‌های گرافن تولید شده از درخت چای پتانسیل بالقوه‌ای برای استفاده در دستگاه‌های حافظه غیرفرار نسل‌های بعدی به نام ممریستور یا مقاومت حافظه‌دار دارند که اطلاعات را در سطوحی از مقاومت‌های الکتریکی خود ذخیره می‌کنند. آنها این احتمال را با ساندویچ کردن نیمه هادی مابین گرافن و آلومینیوم و تولید دستگاهی که خصوصیات ممریستیوی را نشان می‌دهد، ثابت کردند.
پژوهشگران تصمیم دارند تا مطالعات بیشتری در زمینه این برنامه و سایر برنامه‌های کاربردی دیگر انجام دهند. جاکوب در این باره می‌گوید:« ما درآینده بیشتردر مورد خواص مواد و بهینه سازی کاربرد الکتریکی آنها تمرکز خواهیم کرد.»
No tags for this post.
