Filamu za kaboni kama vile grafini ni nyenzo nyepesi sana lakini zenye nguvu sana zenye uwezo bora wa matumizi, lakini zinaweza kuwa vigumu kutengeneza, kwa kawaida huhitaji wafanyakazi wengi na mikakati inayochukua muda mwingi, na mbinu hizo ni ghali na si rafiki kwa mazingira.
Kwa uzalishaji wa kiasi kikubwa cha graphene, ili kushinda ugumu unaopatikana katika kutekeleza mbinu za sasa za uchimbaji, watafiti katika Chuo Kikuu cha Ben Gurion cha Negev nchini Israeli wameunda mbinu ya uchimbaji wa graphene "kijani" ambayo inaweza kutumika katika nyanja mbalimbali, ikiwa ni pamoja na optics, electronics, ecology na biotechnology.
Watafiti walitumia utawanyiko wa mitambo kutoa graphene kutoka kwa striolite ya madini asilia. Waligundua kuwa hipofiliti ya madini inaonyesha matarajio mazuri katika kutoa graphene ya viwandani na vitu kama graphene.
Kiwango cha kaboni cha hypophibole kinaweza kuwa tofauti. Kulingana na kiwango cha kaboni, hypophibole inaweza kuwa na uwezo tofauti wa matumizi. Baadhi ya aina zinaweza kutumika kwa sifa zao za kichocheo, huku aina zingine zikiwa na sifa za kuua bakteria.
Sifa za kimuundo za hypopyroxene huamua matumizi yake katika mchakato wa kupunguza oksidi, na pia inaweza kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa tanuru ya mlipuko na uzalishaji wa ferroalloy wa chuma cha kutupwa (silicon nyingi).
Kutokana na sifa zake za kimwili na kiufundi, msongamano wa wingi, nguvu nzuri na upinzani wa uchakavu, hypophyllite pia ina uwezo wa kufyonza vitu mbalimbali vya kikaboni, kwa hivyo inaweza kutumika kama nyenzo ya kuchuja. Pia ilionyesha uwezo wa kuondoa chembe huru zinazoweza kuchafua vyanzo vya maji.
Hypopyroxene inaonyesha uwezo wa kuua vijidudu na kusafisha maji kutoka kwa bakteria, spores, vijidudu rahisi na mwani wa bluu-kijani. Kwa sababu ya sifa zake za juu za kichocheo na kupunguza, magnesia mara nyingi hutumika kama kifyonzaji cha matibabu ya maji machafu.
(a) Ukuzaji wa X13500 na (b) Picha ya TEM ya ukuzaji wa X35000 ya sampuli ya hypophyllite iliyotawanywa. (c) Wigo wa Raman wa hypophyllite iliyotibiwa na (d) Wigo wa XPS wa mstari wa kaboni katika wigo wa hypophyllite
Uchimbaji wa Grafini
Ili kuandaa miamba kwa ajili ya uchimbaji wa graphene, hao wawili walitumia darubini ya elektroni ya kuchanganua (SEM) kuchunguza uchafu na unyeyushaji wa metali nzito katika sampuli. Pia walitumia mbinu zingine za maabara kuangalia muundo wa jumla wa kimuundo na uwepo wa madini mengine katika hypophibole.
Baada ya uchambuzi na maandalizi ya sampuli kukamilika, watafiti waliweza kutoa graphene kutoka kwa diorite baada ya kusindika sampuli kutoka Karelia kwa kutumia kisafishaji cha dijitali cha ultrasonic.
Kwa kuwa idadi kubwa ya sampuli zinaweza kusindikwa kwa kutumia njia hii, hakuna hatari ya uchafuzi wa sekondari, na mbinu za usindikaji wa sampuli zinazofuata hazihitajiki.
Kwa kuwa sifa za ajabu za graphene zimejulikana sana katika jumuiya pana ya utafiti wa kisayansi, mbinu nyingi za uzalishaji na usanisi zimetengenezwa. Hata hivyo, nyingi kati ya njia hizi ni michakato ya hatua nyingi au zinahitaji matumizi ya kemikali na mawakala wenye nguvu wa oksidi na kupunguza.
Ingawa graphene na filamu zingine za kaboni zimeonyesha uwezo mkubwa wa matumizi na kufikia mafanikio ya utafiti na maendeleo, michakato inayotumia nyenzo hizi bado inaendelezwa. Sehemu ya changamoto ni kufanya uchimbaji wa graphene kuwa wa gharama nafuu, ambayo ina maana kwamba kupata teknolojia sahihi ya utawanyiko ndio ufunguo.
Mbinu hii ya utawanyiko au usanisi ni ngumu na si rafiki kwa mazingira, na nguvu ya teknolojia hizi inaweza pia kusababisha kasoro katika graphene inayozalishwa, na hivyo kupunguza ubora unaotarajiwa wa graphene.
Matumizi ya visafishaji vya ultrasonic katika usanisi wa graphene huondoa hatari na gharama zinazohusiana na mbinu za hatua nyingi na kemikali. Kutumia njia hii kwa hipofiliti asilia ya madini kulifungua njia kwa njia mpya rafiki kwa mazingira ya kutengeneza graphene.
Muda wa chapisho: Novemba-04-2021
