خمیر گرافن اکساید باعث شکل‌دهی و قالب‌گیری ساده‌تر گرافن می‌شود

   یک تیم تحقیقاتی، گرافن اکساید را به یک خمیر بازی نرم،‌ انعطاف‌پذیر و با قابلیت قالب‌گیری تبدیل کرده است که می‌تواند شکل گرفته و به ساختارهای سه‌بعدی آزاد و مجزا تبدیل شود.

   خمیر گرافن اکساید ممکن است در وهله اول سرگرم‌کننده باشد ولی این خمیر فراتر از یک اسباب بازی است. این مواد با قابلیت قالب‌گیری، چندین مشکل قدیمی و گاهی اساسی را در صنایع تولید گرافن حل می‌کند.

   جیانگ هوانگ که رهبری این پژوهش را بر عهده داشت، در این باره می‌گوید: در حال حاضر اکسید گرافن به صورت جامد و یا پودر خشک که مستعد احتراق است، ذخیره و انبار می‌شود. برای حل این مشکل، باید آن‌ها را رقیق‌سازی کرد که این کار وزن مواد را صدها و یا هزاران برابر بیشتر می‌کند.

   هوانگ تازه‌ترین محصول گرافن اکساید خود را به وزن 5 کیلوگرم در داخل 500 لیتر مایع ریخت و اظهار داشت: برای حمل این محموله نیاز به یک کامیون داریم اما از طرفی دیگر، همان مقدار گرافن اکساید در مقدار 10 کیلوگرم خمیر وجود دارد که من می‌توانم آن را به تنهایی حمل کنم.

   این تحقیق در تاریخ 24 ژانویه در ژورنال Nature Communication انتشار یافت. هوانگ استاد مهندسی و علم مواد در دانشگاه مهندسی NorthWestern است.

   گرافن اکساید که محصولی از اکسیداسیون گرافیت است، اغلب برای ساخت گرافن استفاده می‌شود که یک لایه ضخیم از کربن است که به شدت محکم و در عین حال سبک وزن بوده و قابلیت استفاده در کاربردهای الکترونیکی و ذخیره انرژی را دارا می‌باشد.

تیم هوانگ با اضافه کردن یک غلظت فوق‌العاده بالا از اکسید گرافن به آب، خمیر گرافن اکساید را بدست آورد. اگر این گروه از مواد افزودنی برای این کار استفاده می‌کرد، مجبور می‌شدند تا فرآیندهای بیشتری را برای حذف این افزودنی‌ها به منظور بازگشت اکسید گرافن به شکل خالص خود انجام دهند.

   در این باره هوانگ توضیح داد: اضافه کردن سطوح چسبنده مانند پلاستیک‌ها می‌تواند هر چیزی را به حالت خمیری تبدیل کند، اما این افزودنی‌ها به طور قابل توجهی خواص مواد را تغییر می‌دهند.

   پس از شکل‌گیری ساختارها، خمیر را می‌توان به جامداتی متراکم تبدیل کرد که رسانای الکتریسیته بوده و از لحاظ شیمیایی پایدار و از جنبه مکانیکی سخت باشند. همچنین می‌توان با افزودن مقدار آب بیشتر به آن، بر اساس تقاضای موجود، گرافن اکساید پراکنده با کیفیت بالا تولید کرد. این خمیر می‌تواند به منظور تولید اکسید گرافن و نیز گرافن فشرده با اشکال مختلفی از میکروساختارهای قابل تنظیم، استفاده شود. هوانگ امیدوار است که سهولت استفاده از خمیر گرافن اکساید باعث شود تا گرافن به عنوان یک ماده فوق‌العاده، با پتانسیل‌های بالایی که دارد، بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

   هوانگ می‌گوید: رویای من این است که صفحات مبتنی بر گرافن، به یک ماده مهندسی قابل استفاده به صورت گسترده و در دسترس همچون مواد پلاستیکی، شیشه و فولاد تبدیل شود. من امیدوارم خمیر گرافن اکساید، همچون تخیلات و خلاقیت‌های کودکان در بازی با خمیر، الهام بخش استفاده از مواد جدید مبتنی بر گرافن باشد.

ترجمه: سیدسجاد میرفائقی

محصولات مرتبط

فهرست