Екип от австралийски и индийски изследователи е разработил метод за синтезиране на разтворим графен по икономически ефективен и екологичен начин от един от най-разпространените ресурси на Австралия – дървото евкалипт.
Новият подход, разработен от изследователи от университета RMIT (Австралия) и Националния технологичен институт, Warangal (Индия), използва екстракта от евкалиптовата кора, за да синтезира графен, което го прави по-евтин и по-устойчив от сегашните методи за синтез. Водещият изследовател на RMIT, Suresh Bhargava, казва, че новият метод може да намали разходите за производство от $ 100 на грам до зашеметяващите $ USD 0,5 за грам.
„Екстрактът от евкалиптова кора никога не е бил използван за синтезиране на графенови листове преди и ние сме развълнувани да открием, че той не само работи, а всъщност е превъзходен метод, както по отношение на безопасността, така и на общите разходи“, каза той, добавяйки изобилието от евкалипт дърветата в Австралия го правят евтин и достъпен ресурс за производство на графен на местно ниво.
Отличителните черти на графена го правят трансформиращ материал, който може да се използва при разработването на гъвкава електроника, по-мощни компютърни чипове и по-добри слънчеви панели, филтри за вода, както и за и био сензори. „Това е забележителен материал с голям потенциал в много приложения поради своите химически и физични свойства и има нарастващо търсене на икономично и екологично голямо производство“, каза Бхаргава.
Най-тънкият и най-здрав материал, известен на хората, графенът също така е гъвкав, прозрачен и провежда топлина и електричество 10 пъти по-добре от медта, което го прави оптимален за всичко – от гъвкава наноелектроника до по-добри горивни клетки. Макар и да е добър пример за разработването на високоефективни, свръхтънки слънчеви клетки, графенът е заобиколен от изключително кратък живот на носителя. С електроните, възбудени от мобилната слънчева светлина само за една пикосекунда (една милионна част от една милионна част от секундата), учените също търсят методи за по-добър контрол над живота на възбудените електрони .
По-екологичен метод
Понастоящем, химическата редукция е най-разпространеният метод за синтезиране на графенов оксид, тъй като позволява производството на графен при ниски разходи в големи количества. Този метод обаче разчита на редуциращи агенти, които са опасни както за хората, така и за околната среда.
Професор Вишну Шанкер от Националния технологичен институт Варангал каза, че „зелената“ химия избягва използването на токсични реактиви, което потенциално отваря вратата за приложението на графен не само за електронни устройства, но и за биосъвместими материали.
В своя експеримент изследователите са използвали разтвор на евкалиптов полифенол, получен от екстракт от евкалиптова кора, за да предизвикат редукция на ексфолирания графенов оксид до разтворим графен при условия на рефлукс във водна среда. Това доведе до ефективно отстраняване на кислородните функционалности в графеновия оксид.
При изпитване в приложение на суперкондензатор, „зеленият“ графен, произведен по този метод, отговаря на характеристиките за качество и експлоатационни качества на традиционно произведен графен без токсичните реагенти.
Констатациите могат да се видят в статията „ Нова и високоефективна стратегия за зелен синтез на разтворим графен чрез водни полифенолни екстракти от евкалиптова кора и нейните приложения в суперкондензаторите с висока производителност”, публикувана в списание ACS Sustainable Chemistry and Engineering.