تهران ، دانشگاه صنعتی شریف
0912-2972962
تهران ، دانشگاه صنعتی شریف
0912-2972962

با انفجار مخلوط هیدروکربن‌ها می‌توان گرافن تولید کرد

با انفجار مخلوط هیدروکربن‌ها می‌توان گرافن تولید کرد

محققان با ایجاد انفجار در مخزن حاوی مخلوطی از گازهای هیدروکربن‌دار، موفق به تولید گرافن شدند. آن‌ها به دنبال بهینه‌سازی این روش برای استفاده از آن در مقیاس صنعتی هستند.

هر چند گرافن از سال 2004 به دنیا معرفی و خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فرد آن برای دانشمندان مشخص شد، اما بعد از گذشت بیش از یک دهه، هنوز این ماده در تجاری‌سازی با مشکلاتی روبرو است. یکی از موانع توسعه محصولات حاوی گرافن، دشواری تولید این ماده است. اخیراً دانشمندان دانشگاه ایالتی کانساس روشی برای تولید این ماده ارائه کردند. این گروه نشان دادند که با انفجار می‌توان گرافن تولید کرد.
البته از ابتدا قرار نبود با انفجار، گرافن تولید شود؛ بلکه محققان این پروژه روی ساخت ژل‌های آئروسل دوده با روش احتراق کار می‌کردند. این گروه در حین مطالعه نتایج کار با گرافن روبرو شدند. گرافن ماده‌ای تک لایه از جنس کربن است. دو دانشمند بریتانیایی اولین بار این ماده را با استفاده از چسب نواری از گرافیت جدا کردند. هر چند بعدها روش‌های گرانقیمتی نظیر استفاده از مواد شیمیایی نظیر اسید سولفوریک، اسید نیتریک، پرمنگنات پتاسیم و هیدرازین برای تولید گرافن مورد استفاده قرار گرفت، اما نیاز به عملیات حرارتی در دمای 1000 درجه سانتیگراد بود تا گرافن تولید شده ساختار مناسبی پیدا کند.
در این روش، محققان تنها از گاز حاوی هیدروکربن، اکسیژن و جرقه استفاده کردند. این روش بسیار ساده است. داخل یک مخزن آلومینیوم 17 لیتری با استفاده از مخلوط گازها پر و سپس جرقه زده می‌شود. ژل آئروسل از مخزن جداسازی می‌شود. هر چند دانسیته محصول نهایی کم است، اما گرافن تولید شده در مقیاس گرم بوده در حالی که در روش‌های دیگر این مقیاس در حدود میلی‌گرم است.
از آنجایی که این روش به‌صورت تصادفی به دست آمده، هنوز بهینه‌سازی نشده‌است. کل فرآیند تنها چند دقیقه طول می‌کشد و بسیار ایمن است. با بهینه‌سازی تجهیزات می‌توان ضمن کاهش زمان واکنش به چند ثانیه، و کیفیت گرافن را  افزایش داد.
محققان این پروژه امیدوارند که بتوانند این فرآیند را به‌گونه‌ای بهبود دهند که بتوان از آن در مقیاس صنعتی استفاده کرد. این فناوری به‌صورت پتنتی در حال ثبت است.
 
محصولات مرتبط
پاسخ دهید