Tạo graphene trong nhà bếp của bạn bằng xà phòng và máy trộn | H-care.vn

Newscientist 0 lượt xem
Tạo graphene trong nhà bếp của bạn bằng xà phòng và máy trộn

 | H-care.vn

Hình ảnh mặc định của nhà khoa học mới

Vật liệu tuyệt vời mà bạn có thể làm trong máy xay sinh tố của mình

(Ảnh: Science Picture Co/Science Photo Library)

Đầu tiên, đổ một ít bột than chì vào máy xay sinh tố. Thêm nước và nước rửa chén, trộn ở tốc độ cao. Xin chúc mừng, bạn vừa tạo ra vật liệu tuyệt vời graphene.

Công thức đơn giản đáng ngạc nhiên này hiện là cách dễ dàng nhất để sản xuất hàng loạt graphene tinh khiết: các tấm carbon chỉ dày một nguyên tử. Vật liệu này được dự đoán sẽ cách mạng hóa ngành công nghiệp điện tử, dựa trên các đặc tính điện và nhiệt khác thường của nó. Nhưng cho đến nay, việc tạo ra graphene chất lượng cao với số lượng lớn vẫn còn khó khăn: Các kỹ thuật phòng thí nghiệm tốt nhất xử lý chưa đến nửa gam mỗi giờ.

Jonathan Coleman của Trinity College Dublin ở Ireland cho biết: “Có những công ty sản xuất graphene với tốc độ cao hơn nhiều, nhưng chất lượng không phải là ngoại lệ.

Nhóm của Coleman được thuê bởi Thomas Swan, một công ty hóa chất có trụ sở tại Consett, Vương quốc Anh, để tìm ra thứ gì đó tốt hơn. Từ nghiên cứu trước đây, họ biết rằng có thể cắt graphene từ than chì, dạng carbon được tìm thấy trong đầu bút chì. Than chì về cơ bản được tạo thành từ các tấm graphene xếp chồng lên nhau giống như một cỗ bài và việc trượt chúng đúng cách có thể tách các lớp ra.

lắc carbon

Nhóm nghiên cứu đã cho bột than chì và chất lỏng dung môi vào máy trộn trong phòng thí nghiệm và quay nó. Phân tích bằng kính hiển vi điện tử đã xác nhận rằng họ đã sản xuất được graphene với tốc độ khoảng 5 gam mỗi giờ. Để tìm hiểu quy trình có thể mở rộng tốt như thế nào, họ đã thử nghiệm các loại động cơ và dung môi khác nhau. Họ phát hiện ra rằng máy xay sinh tố trong nhà bếp và Fairy Liquid, một thương hiệu nước rửa chén của Anh, cũng sẽ làm được việc đó.

“Nếu bạn đang sử dụng máy xay sinh tố, tại sao lại sử dụng chất hoạt động bề mặt đắt tiền? Tại sao không chỉ sử dụng chất hoạt động bề mặt đơn giản nhất hiện có? Tôi đoán đó là Fairy Liquid,” Coleman nói.

Tuy nhiên, Coleman nói rằng bạn có thể không muốn thử điều này ở nhà. Lượng nước rửa chén chính xác cần thiết phụ thuộc vào đặc tính của bột than chì, chẳng hạn như sự phân bố kích thước của các hạt và liệu có bất kỳ vật liệu nào khác ngoài carbon làm nhiễm bẩn mẫu hay không. Chúng chỉ có thể được xác định bằng thiết bị phòng thí nghiệm tiên tiến. Phương pháp này cũng không chuyển đổi tất cả than chì thành graphene, vì vậy hai vật liệu này phải được tách ra sau đó.

Colman nói: “Đó là một thử nghiệm thú vị, nhưng nó sẽ không giúp bạn tiến xa được. “Bạn có thể tạo ra một chất lỏng màu đen chứa đầy graphene, nhưng bước tiếp theo là gì?” Thay vào đó, các tính toán của nhóm cho thấy kỹ thuật này có thể mở rộng đến mức công nghiệp: một thùng 10.000 lít với động cơ phù hợp có thể sản xuất 100 gram mỗi giờ. Thomas Swan đã bắt đầu làm việc trên một hệ thống thử nghiệm.

sai sót hữu ích

Coleman rất hào hứng với tiềm năng khoa học của graphene rẻ và dồi dào. Ví dụ, một thí nghiệm trước đây trong phòng thí nghiệm cho thấy rằng việc thêm một nhúm graphene vào một loại polyester đã tăng độ bền của nó lên 50%, vì graphene là một trong những vật liệu bền nhất được biết đến. Phương pháp sản xuất mới sẽ tạo ra đủ graphene để mở rộng quy mô này cho các quy trình công nghiệp, thường liên quan đến hàng kg nguyên liệu thô.

Andrea Ferrari của Đại học Cambridge nói rằng khả năng sản xuất một lượng lớn graphene chất lượng cao là hữu ích, nhưng không cần thiết cho tất cả các ứng dụng. Graphene khiếm khuyết liên kết dễ dàng hơn với các phân tử khác, làm cho nó phù hợp để phát triển pin hoặc vật liệu composite.

Tuy nhiên, sự đơn giản của phương pháp lặp lại sự cô lập ban đầu của graphene bởi Andre Geim và Konstantin Novoselov tại Đại học Manchester. Họ đã sử dụng băng dính và bút chì, một phương pháp đã mang lại cho họ giải thưởng Nobel năm 2010.

Coleman nói: “Các kế hoạch mở rộng ban đầu của chúng tôi rất phức tạp khi nhìn nhận lại, điều này hóa ra là không cần thiết. “Có lẽ chúng ta rất tệ trong việc nhận ra mọi thứ có thể đơn giản như thế nào.”

Tạp chí tham khảo: vật liệu từ thiên nhiênDOI: 10.1038/nmat3944

Thêm về các chủ đề này:

See also  Bệnh đa xơ cứng: bằng chứng tốt nhất cho thấy tình trạng này là do vi rút Epstein-Barr gây ra | H-care.vn
Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud