2020 m. sausio 30 d.

Mokslininkai elektra šiukšles pavertė į grafeną

Rice universiteto tyrėjai žurnale „Nature“ paskelbė, kad gali sufasuoti bet kokį kietosios anglies šaltinį, pradedant nuo maisto atliekų ir senų automobilių padangų, ir paversti jį grafenu, rašo sciencemag.org.

Grafenas – medžiaga sudaryta iš vieno sluoksnio anglies atomų, kurie išsidėstę šešiakampėje gardelėje. Tai ploniausia dirbtiniu būdu gaunama medžiaga – milijoną kartų plonesnė už žmogaus plauką. Grafenas naudojamas saulės elementuose, branduolinėse jėgainėse, distiliuojant alkoholį, gydant vėžį, dializėms atlikti, diabetui stebėti, gaminant plastiką ir lanksčią elektroniką. 

Grafenas yra stipresnis už plieną, praleidžia elektrą ir šilumą geriau nei varis. Jis gali būti kaip nepralaidus barjeras, sustabdantis metalų rūdijimą. Tačiau nuo 2004 m., kai buvo atrastas vadinamasis aukštos kokybės grafenas – gaminti ir valyti pramoniniu mastu išliko brangu. Tai nėra problema kuriant mažmeninius įtaisus, kaip greitaeigius tranzistorius ir efektyvius šviesos diodus. Tačiau dabartiniai metodai, kurie leidžia grafeną nusodinti iš garų, yra per brangūs daugeliui didelies apimties gamybai. 

Naujuoju metodu tyrėjai per dieną išgauna po keletą gramų grafeno, ir jau yra pasirengę pagaminti po kelis kilogramus. Įdomiausia tai, kad šis metodas grafeną nupigina tiek, kad jį bus galima naudoti asfalto arba dažų sutvirtinimui.

2014 m. James Tour, Rice universiteto chemikas su kolegomis nustatė, kad naudodami lazerį galėtų pagaminti gryną grafeno formą. Trumpi impulsai įkaitintų anglį iki daugiau nei 2727 laipsnių. Atvėsusi anglis pavirstų į stabilesnę struktūrą – grafeną. Tačiau naudojant šį metodą, buvo gaminami maži ir brangūs kiekiai grafeno.

Prieš dvejus metus Luong Xuan Duy, vienas iš Tour studentų, paskaitė, kad kiti tyrėjai sukūrė metalines nanodaleles, suspaudami medžiagą elektra. Jis nutarė pritaikyti metodą grafeno gamybai. Po ilgų bandymų, jam pavyko išgauti grafeną. 

Naudojant šį metodą, bet kokias organines medžiagas, įskaitant kavos tirščius, maisto likučius, senas padangas ir plastikinius butelius, galima paversti į grafeną. „Mes paverčiame šiukšles grafenu“, – sako Luong Xuan Duy.