Идея получить «материал будущего» из бытового мусора кажется абсурдной, но химическая суть процесса остается неизменной. Графит состоит из огромного количества слоев углерода толщиной в один атом. Каждый такой отдельный слой и есть графен. Главная задача ученых — расслоить графит, не разрушив структуру отдельных слоев.
Ученые получили настоящий графен с помощью кухонного блендера, газеты и старого мобильника
Графен — один из самых прочных материалов на Земле, но его производство обычно требует сверхчистого сырья и сложного оборудования. Исследователи доказали, что простую суспензию графена можно создать из того, что есть в каждом доме. Для этого потребовались графитовый теплоотвод из сломанного смартфона, водопроводная вода, старая газета и обычный кухонный блендер.
Структура графена. Kateryna Kon
Графен впервые получители в 2004 году физики Андрей Гейм и Константин Новоселов, за что в 2010 году удостоились Нобелевской премии. Самое удивительное, что для первого извлечения одиночного слоя углерода они использовали обычную клейкую ленту (скотч), которой многократно отшелушивали слои от куска графита. Эксперимент с блендером продолжает традицию получения инновационных материалов подручными средствами.
Как получить графен у себя на кухне.
Ученые погружали графит в жидкость и с помощью энергии блендера разбивали на отдельные чешуйки. Источником графита стали тонкие пластины, которые применяются в смартфонах для отвода тепла от электронных компонентов. Обычно при утилизации гаджетов эти пластины просто выбрасывают. Но отслоенные чешуйки графена моментально слипаются обратно в жидкостях. Чтобы решить эту проблему, традиционно применяют дорогостоящие растворители. В «кухонном» эксперименте роль временного стабилизатора сыграла размоченная в водопроводной воде газетная бумага, богатая природной целлюлозой. Она удерживала графен в взвешенном состоянии в течение нескольких часов. Работа опубликована в журнале ACS Sustainable Resource Management.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Народная нанотехнологая
Раствор графена оставался пригодным к использованию в течение нескольких часов.
Для подтверждения успеха экспериментов исследователям все же потребовались высокоточные приборы лаборатории Дублинского городского университета. Но сам факт того, что первичная обработка и получение графена возможны без специализированных химикатов, меняет подход к науке. Эксперимент показал, как снизить входной барьер для исследований в условиях ограниченных бюджетов.
Разработка не заменит промышленные фабрики по производству графена, так как полученный кустарным способом материал не обладает идеальной чистотой. Но ученые показали, что базовые опыты с нанотехнологиями доступны школам, любительским лабораториям и региональным исследовательским группам в развивающихся странах. Вместо того чтобы покупать дорогое оборудование для каждого этапа, ученые могут изготавливать образцы из вторичного сырья прямо на кухне, а к сложным приборам обращаться только для финальной верификации результатов. Такой подбор ингредиентов не только удешевляет науку, но и дает вторую жизнь электронным и бумажным отходам.
Загружаем