Forskerhold introducerer ny ikke-giftig metode til fremstilling af grafenoxid af høj kvalitet
Forskere fra Umeå Universitet i Sverige har fundet en ny måde at syntetisere grafenoxid på, som har væsentligt færre fejl sammenlignet med materialer fremstillet efter den mest almindelige metode. Tilsvarende god grafenoxid kunne tidligere kun syntetiseres ved at bruge en ret farlig metode, der involverede ekstremt giftig rygende salpetersyre.
Grafenoxid bruges ofte til at fremstille grafen ved at fjerne ilt. Men hvis der er huller i grafenoxid, vil der også være huller, efter at det er omdannet til grafen. Derfor er kvaliteten af grafenoxidet meget vigtig.
Alexandr Talyzin og hans forskergruppe har nu slået puslespillet om, hvordan man sikkert laver god grafenoxid. Deres resultater er offentliggjort i tidsskriftet Carbon.
Grafen beskrives ofte som et vidundermateriale takket være dets fleksibilitet, høje mekaniske styrke og ledningsevne. Men alle egenskaber ved grafen er påvirket af defekter. Grafen fremstillet af grafenoxid har meget dårligere mekaniske egenskaber og ledningsevne end forventet.
Mange undersøgelser har vist, at syntese ved den mest almindeligt anvendte metode, Hummers-metoden, altid resulterer i et betydeligt antal defekter. Den meget ældre Brodie-metode giver næsten helt hulfri grafenoxid, men denne type grafenoxid produceres stadig ikke af nogen virksomheder og er ikke tilgængelig kommercielt. "Det er simpelthen for farligt og ikke egnet til industriel fremstilling," siger Alexandr Talyzin.
Nu har forskerne fundet en ny metode, der kombinerer syren fra Hummers-metoden (H2 SO4 ) og oxidationsmidlet fra Brodie-metoden (kaliumchlorat), hvilket giver dem mulighed for at producere grafenoxid med et antal defekter, der er så små som dem i Brodie, men ved hjælp af en synteseprocedure så simpel som Hummers oxidation.
"Denne metode bør være opkaldt efter Bartosz Gurzeda, en forsker, der arbejder i min gruppe... som Gurzeda-metoden," siger Alexandr Talyzin.
Ifølge Talyzin er der mange grunde til at tro, at Gurzeda-metoden vil blive lige så populær som Hummers-metoden, når der er brug for fejlfrit grafenoxid. Denne metode er til fremstilling af grafen ved at fjerne iltgrupper eller til fremstilling af gasbeskyttelsesbelægninger, semipermeable membraner, sensorer og mange andre mulige anvendelser.
I det sidste årti er der også opstået stor interesse for anvendelser af selve grafenoxid. Lagdelte grafenoxidmaterialer studeres intensivt til membrananvendelser med drømmen om at producere drikkevand ved simpel filtrering af salte fra havvand eller ved at skabe semipermeable beskyttende belægninger, der tillader vand at passere og samtidig holde farlige organiske forurenende stoffer væk, såsom toluen.
"Vi ønsker, at forskningssamfundet skal prøve at teste dette nye grafenoxid i deres anvendelser og se forskellen. Grafenoxid er ikke ét materiale; det er en familie af materialer med ret forskellige egenskaber, som giver os uendelige muligheder for nye anvendelser." siger Talyzin.
Flere oplysninger: Bartosz Gurzęda et al., Grafitoxid ved "chlorat-vej"-oxidation uden HNO3:Betyder syre noget?, Carbon (2024). DOI:10.1016/j.carbon.2024.118899
Leveret af Umea University
Varme artikler
-
Injicerbart nano-netværk styrer blodsukkeret hos diabetikere i flere dage ad gangenNano-netværket frigiver insulin som reaktion på ændringer i blodsukkeret. Kredit:Zhen Gu, North Carolina State University (Phys.org) — I en lovende udvikling for diabetesbehandling, forskere har u -
Forskning flytter grænserne for elektronmikroskopi for at låse op for potentialet for grafenDen atomare opløsning Z-kontrast billeder viser individuelle silicium atomer bundet forskelligt i grafen. (Phys.org)—Elektronmikroskopi ved Department of Energys Oak Ridge National Laboratory give -
Fremstilling af bittesmå antenner til bærbar elektronikKredit:American Chemical Society Når det kommer til elektronik, større er normalt ikke bedre. Dette gælder især for en ny generation af bærbare kommunikationssystemer, der lover at forbinde mennes -
Hæve IQ af smarte vinduerNanokrystaller af indiumtinoxid (vist her i blåt) indlejret i en glasagtig matrix af niobiumoxid (grøn) danner et kompositmateriale, der kan skifte mellem NIR-transmitterende og NIR-blokerende tilstan
- Sådan beregnes Debye Length
- Hvordan massespektrometri fungerer
- Genbrug af plastikaffald til at kickstarte radikale kædereaktioner, hvilket forbedrer processikkerh…
- Microsoft siger, at virus skader forsyningskæden mere end forventet
- Afrikansk rødbrun modstand ved Hispaniola udfordrede stærkt europæisk erobring
- Maskinlæring forudsiger nye detaljer om geotermisk varmeflux under Grønlands Indlandsis