Til grafitpiller, bare tilføje albuefedt

Det er nemt og økonomisk at lave skinnende pellets af grafit af funktionaliseret grafen, ifølge forskere ved Rice University.

En rapport i Kulstof viser, hvordan kemisk ændret grafenpulver kan presses til en letvægts, halvporøst fast stof, der bevarer mange af de stærke og ledende kvaliteter af grafit, den form for kulstof, der findes i blyanter, smøremidler og mange andre produkter, som normalt kræver højtemperaturbehandling at lave.

Mohamad Kabbani, en tidligere kandidatstuderende af Rice Materials scientist Pulickel Ajayan og hovedforfatter af papiret, demonstreret det miljøvenlige, skalerbar proces kan udføres på få minutter i hånden ved at male kemisk modificeret grafen til et pulver og bruge en hånddrevet presse til at presse pulveret til en fast pellet.

Kabbani viste tidligere, hvordan kulstofnanorør kunne omdannes til grafen med en morter og støder frem for skrappe kemikalier. Denne gang, han og hans kolleger demonstrerede, hvordan man laver en pellet i batteristørrelse, men grafenpulveret med kemiske funktionaliteter knyttet til det kan presses til enhver form. Kabbani sagde, at materialet kunne være egnet til strukturelle, katalytisk, elektrokemiske og elektroniske applikationer.

"Det er første gang nogen har lavet disse ved stuetemperatur og uden meget højt tryk, " sagde han. "Normalt kræver denne slags materialer sintring (en proces, der bruger tryk eller varme til at danne faste stoffer uden at smelte dem) ved temperaturer over 1, 000 grader Celsius for at producere stærke pellets. I dette tilfælde, Mekanokemi på nanoskala sparede os for en masse energi og penge."

Processen begyndte med to sæt funktionaliserede nanorør, den ene med carboxylsyre og den anden med hydroxylmolekyler. Når de er knust for at kombinere dem enten i hånden eller maskine, de placeres i en hydraulisk presse i laboratorieskala og udsættes for 5 tons tryk. De funktionelle grupper tværbundede grafenpladerne til hinanden, og selvom der ikke var væske involveret, de producerede en lille mængde vand som et biprodukt af reaktionen, sagde Kabbani.

Pellets forblev stabile, når de blev anbragt i varmt vand i fem timer, selv under omrøring; dette bekræftede sammenlåsningen af ​​grafenpladerne indeni, rapporterede forskerne.

Kombinationen af ​​let vægt, høj styrke og høj ledningsevne er tiltalende til applikationer som ledende kabler og elektroder, sagde Kabbani. "Pillematerialet er stærkere og lettere end kommercielle grafitelektroder og kunne være lovende til elektriske lagringsapplikationer med høj energi- og effekttæthed, " han sagde.