محققان خاصیت دو محیط دوستی (آبگریزی و آب دوستی) صفحات گرافن را نشان داده و پتانسیل آن‌ها برای استفاده به عنوان فعالگر سطحی را بررسی کرده‌اند

محققان دانشگاه کرنفیلد[1] و دانشگاه کمبریج[2] انگلستان، انستیتو پاستور[3] فرانسه، دانشگاه صنعتی سیلِسیان[4] لهستان و دانشگاه فناوری پتروناس[5] مالزی دریافتند که گرافن در اندازه صفحات مشخصی( ابعاد جانبی زیر 1 میکرون)، ممکن است رفتار آمفیفیلیک[6] از خود نشان دهد. این صفحات گرافن آب را در لبه‌های خود جذب کرده و در سطح دفع می‌کنند. این ویژگی آن ماده را به نسل جدیدی از فعالگرهای سطحی تبدیل می‌کند که می‌تواند باعث تثبیت مخلوط آب و روغن شود.

در اظهاراتی، کرزیستوف کوزیول[7]، استاد مهندسی کامپوزیت‌ها و سازه‌های دانشگاه کرنفیلد می‌گوید:”این یافته جدید نمایش تجربی روشنی از رفتار فعالگر سطحی گرافن است که کاربردهای متنوع و جالبی در صنایع مختلف ایجاد می‌کند. ما صفحات گرافنی خالص و به دور از هرگونه اصلاح سطحی را در اندازه‌های مشخصی تولید کردیم که می‌توانند امولسیون‌های آب و روغن را حتی تحت فشار و درجه حرارت بالا، تثبیت کنند. برخلاف فعالگرهای سطحی سنتی که غالبا تخریب شده و خورنده هستند، گرافن سطح جدیدی از مواد مقاوم را معرفی می‌کند که می‌توانند در فشارهای زیاد، دمای بالا و حتی در معرض تشعشع به خوبی عمل کنند. همچنین ما می‌توانیم آن را بازیافت کنیم. گرافن پتانسیل تبدیل شدن به یک فعالگر سطحی واقعی با عملکرد بالا را دارد.”

طبق گفته دانشگاه کرنفیلد، خصوصیات این صفحات گرافن باعث شده تا این ماده به عنوان یک فعالگر سطحی دوستدار محیط زیست، با آب ترکیب شده و در استخراج مواد معدنی، نفت خام و سایر سنگ‌ها مورد استفاده قرار گیرد. همچنین این ماده فعالگر سطحی می‌تواند برآوردکننده نیازهایی مانند نرم‌کردن بتن مایع، به عنوان افزودنی در مواد ضد آب و ضد شعله و نیز روان‌کننده در سیالات حفاری باشد.

فعالگرهای سطحی که در حال استفاده هستند، در محیط‌های گرم و تحت فشار بالا، خورنده عمل کرده و به سادگی از بین می‌روند.

مایک پین[8]، استاد فیزیک محاسباتی در دانشگاه کمبریج که یکی از محققان این پروژه بود، گفت:” حجم زیادی از تحقیقات علمی در مورد گرافن وجود دارد. در برخی جهات ممکن است این تحقیقات مورد تحسین قرار بگیرند ولی در بعضی موارد امکان دارد منجر به نتایج متناقضی شود، مانند مثال فعلی که آیا صفحات گرافن آبگریز هستند یا آمفیفیلیک رفتار می‌کنند. کار ما ترکیبی از آزمایشات هیجان‌انگیز بر روی یک ماده مشخصه‌یابی شده، با طیف وسیعی از شبیه‌سازی‌های نظری، از جمله محاسبات مکانیک کوانتومی است. این موارد با هم درک مفصلی از خواص صفحه‌های گرافن و پاسخ قطعی به این سوال را ارائه می‌دهند.”

دانشگاه کرنفیلد در حال حاضر در تلاش برای تجاری سازی این یافته‌ها است.

 

[1] Cranfield University

[2] Cambridge University

[3] Pasteur Institut

[4] Silesian University of Technology

[5] Petronas University of Technology

[6] Amphiphilic

[7] Krzystof Koziol

[8] Mike Payne

محصولات مرتبط

فهرست