Les films de carbone tels que le graphène sont des matériaux très légers mais très résistants avec un excellent potentiel d'application, mais peuvent être difficiles à fabriquer, nécessitent généralement beaucoup de main-d'œuvre et des stratégies chronophages, et les méthodes sont coûteuses et non respectueuses de l'environnement.
Avec la production d'une grande quantité de graphène, afin de pallier les difficultés rencontrées dans la mise en œuvre des méthodes d'extraction actuelles, des chercheurs de l'Université Ben Gourion du Néguev en Israël ont mis au point une méthode d'extraction de graphène "verte" qui peut être appliquée à une large gamme de domaines, dont l'optique, l'électronique, l'écologie et la biotechnologie.
Les chercheurs ont utilisé la dispersion mécanique pour extraire le graphène de la striolite minérale naturelle.Ils ont découvert que l'hypophyllite minérale présentait de bonnes perspectives de production de graphène et de substances de type graphène à l'échelle industrielle.
La teneur en carbone de l'hypomphibole peut être différente.Selon la teneur en carbone, l'hypomphibole peut avoir différents potentiels d'application.Certains types peuvent être utilisés pour leurs propriétés catalytiques, tandis que d'autres types ont des propriétés bactéricides.
Les caractéristiques structurelles de l'hypopyroxène déterminent leur application dans le processus d'oxydo-réduction, et il peut également être utilisé pour la production de hauts fourneaux et la production de ferroalliage de fonte coulée (à haute teneur en silicium).
En raison de ses propriétés physiques et mécaniques, de sa densité apparente, de sa bonne résistance et de sa résistance à l'usure, l'hypophyllite a également la capacité d'adsorber une variété de substances organiques, de sorte qu'elle peut être utilisée comme matériau filtrant.Il a également démontré la capacité d'éliminer les particules de radicaux libres susceptibles de contaminer les sources d'eau.
L'hypopyroxène montre la capacité de désinfecter et de purifier l'eau des bactéries, des spores, des micro-organismes simples et des algues bleues.En raison de ses propriétés catalytiques et réductrices élevées, la magnésie est souvent utilisée comme adsorbant pour le traitement des eaux usées.
(a) Grossissement X13500 et (b) Image TEM à grossissement X35000 de l'échantillon d'hypophyllite dispersé.(c) Spectre Raman de l'hypophyllite traitée et (d) Spectre XPS de la raie du carbone dans le spectre de l'hypophyllite
Extraction de graphène
Pour préparer les roches pour l'extraction du graphène, les deux ont utilisé un microscope électronique à balayage (SEM) pour examiner les impuretés de métaux lourds et la porosité dans les échantillons.Ils ont également appliqué d'autres méthodes de laboratoire pour vérifier la composition structurelle générale et la présence d'autres minéraux dans l'hypomphibole.
Une fois l'analyse et la préparation des échantillons terminées, les chercheurs ont pu extraire le graphène de la diorite après avoir traité mécaniquement l'échantillon de Carélie à l'aide d'un nettoyeur à ultrasons numérique.
Étant donné qu'un grand nombre d'échantillons peuvent être traités à l'aide de cette méthode, il n'y a aucun risque de contamination secondaire et les méthodes de traitement d'échantillons ultérieures ne sont pas nécessaires.
Depuis que les propriétés extraordinaires du graphène sont largement connues dans la communauté de la recherche scientifique au sens large, de nombreuses méthodes de production et de synthèse ont été développées.Cependant, bon nombre de ces méthodes sont soit des procédés en plusieurs étapes, soit nécessitent l'utilisation de produits chimiques et d'agents oxydants et réducteurs puissants.
Bien que le graphène et d'autres films de carbone aient montré un grand potentiel d'application et obtenu un succès relatif en R&D, les procédés utilisant ces matériaux sont encore en cours de développement.Une partie du défi consiste à rendre l'extraction du graphène rentable, ce qui signifie que trouver la bonne technologie de dispersion est la clé.
Cette méthode de dispersion ou de synthèse est laborieuse et peu respectueuse de l'environnement, et la force de ces technologies peut également provoquer des défauts dans le graphène produit, réduisant ainsi l'excellente qualité attendue du graphène.
L'application de nettoyeurs à ultrasons dans la synthèse de graphène élimine les risques et les coûts associés aux méthodes multi-étapes et chimiques.L'application de cette méthode à l'hypophyllite minérale naturelle a ouvert la voie à une nouvelle méthode de production de graphène respectueuse de l'environnement.
Heure de publication : 04 novembre 2021