ग्राफीनसारखे कार्बन फिल्म्स हे अतिशय हलके पण खूप मजबूत पदार्थ असून त्यांना उत्कृष्ट उपयोजन क्षमता आहे, परंतु त्यांचे उत्पादन करणे कठीण असू शकते, त्यासाठी सहसा खूप मनुष्यबळ आणि वेळखाऊ पद्धतींची आवश्यकता असते, तसेच या पद्धती महाग आणि पर्यावरणास अनुकूल नसतात.
मोठ्या प्रमाणात ग्राफीनचे उत्पादन झाल्यामुळे, सध्याच्या निष्कर्षण पद्धतींच्या अंमलबजावणीत येणाऱ्या अडचणींवर मात करण्यासाठी, इस्रायलमधील बेन गुरियन युनिव्हर्सिटी ऑफ द नेगेव्ह येथील संशोधकांनी एक "हरित" ग्राफीन निष्कर्षण पद्धत विकसित केली आहे, जी प्रकाशिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, पर्यावरणशास्त्र आणि जैवतंत्रज्ञान यांसारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये लागू केली जाऊ शकते.
संशोधकांनी स्ट्रिओलाइट या नैसर्गिक खनिजातून ग्राफीन काढण्यासाठी यांत्रिक विखुरण पद्धतीचा वापर केला. त्यांना असे आढळले की, हायपोफिलाइट या खनिजामध्ये औद्योगिक स्तरावर ग्राफीन आणि ग्राफीनसारखे पदार्थ तयार करण्याची चांगली शक्यता आहे.
हायपोम्फिबोलमधील कार्बनचे प्रमाण वेगवेगळे असू शकते. कार्बनच्या प्रमाणानुसार, हायपोम्फिबोलमध्ये विविध उपयोगांची क्षमता असू शकते. काही प्रकार त्यांच्या उत्प्रेरक गुणधर्मांसाठी वापरले जाऊ शकतात, तर इतर प्रकारांमध्ये जीवाणूनाशक गुणधर्म असतात.
हायपोपायरोक्सेनची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये ऑक्सिडेशन-रिडक्शन प्रक्रियेतील त्याचा उपयोग निश्चित करतात आणि त्याचा वापर ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन आणि कास्ट (उच्च सिलिकॉन) लोखंडाच्या फेरोअलॉय उत्पादनासाठी देखील केला जाऊ शकतो.
त्याच्या भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म, स्थूल घनता, चांगली मजबुती आणि झीज-प्रतिरोधकतेमुळे, हायपोफिलाइटमध्ये विविध सेंद्रिय पदार्थ शोषून घेण्याची क्षमता देखील आहे, त्यामुळे त्याचा वापर प्रत्यक्षात गाळणी सामग्री म्हणून केला जाऊ शकतो. तसेच, त्याने पाण्याच्या स्रोतांना दूषित करू शकणारे फ्री रॅडिकल कण काढून टाकण्याची क्षमता देखील दर्शविली आहे.
हायपोपायरोक्सेनमध्ये जीवाणू, बीजाणू, साधे सूक्ष्मजीव आणि नील-हरित शैवाल यांपासून पाणी निर्जंतुक व शुद्ध करण्याची क्षमता असते. त्याच्या उच्च उत्प्रेरक आणि क्षपणकारी गुणधर्मांमुळे, मॅग्नेशियाचा वापर अनेकदा सांडपाणी प्रक्रियेसाठी शोषक म्हणून केला जातो.
(अ) विखुरलेल्या हायपोफिलाइट नमुन्याची १३५०० पट आवर्धन आणि (ब) ३५००० पट आवर्धन असलेली TEM प्रतिमा. (क) उपचारित हायपोफिलाइटचा रमन स्पेक्ट्रम आणि (ड) हायपोफिलाइट स्पेक्ट्रममधील कार्बन रेषेचा XPS स्पेक्ट्रम.
ग्राफीन निष्कर्षण
ग्राफीन निष्कर्षणासाठी खडक तयार करण्याकरिता, त्या दोघांनी नमुन्यांमधील जड धातूंची अशुद्धता आणि सच्छिद्रता तपासण्यासाठी स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (SEM) वापरला. त्यांनी हायपोम्फिबोलची सामान्य संरचनात्मक रचना आणि त्यातील इतर खनिजांची उपस्थिती तपासण्यासाठी इतर प्रयोगशालेय पद्धतींचाही वापर केला.
नमुन्याचे विश्लेषण आणि तयारी पूर्ण झाल्यावर, संशोधकांना डिजिटल अल्ट्रासोनिक क्लीनर वापरून कॅरेलियामधील नमुन्यावर यांत्रिक प्रक्रिया करून डायोराइटमधून ग्राफीन वेगळे काढता आले.
या पद्धतीचा वापर करून मोठ्या संख्येने नमुन्यांवर प्रक्रिया करता येत असल्याने, दुय्यम दूषितीकरणाचा धोका नसतो आणि त्यानंतरच्या नमुना प्रक्रिया पद्धतींची आवश्यकता नसते.
ग्राफीनचे विलक्षण गुणधर्म व्यापक वैज्ञानिक संशोधक समुदायात सर्वज्ञात झाल्यापासून, त्याच्या उत्पादनाच्या आणि संश्लेषणाच्या अनेक पद्धती विकसित केल्या गेल्या आहेत. तथापि, यापैकी अनेक पद्धती एकतर बहु-टप्प्यांच्या प्रक्रिया आहेत किंवा त्यासाठी रसायने आणि तीव्र ऑक्सिडीकारक व क्षपणकारक घटकांचा वापर आवश्यक असतो.
जरी ग्राफीन आणि इतर कार्बन फिल्म्सनी प्रचंड उपयोजन क्षमता दर्शवली असली आणि संशोधन व विकासामध्ये सापेक्ष यश मिळवले असले, तरी या सामग्रीचा वापर करणाऱ्या प्रक्रिया अजूनही विकासाधीन आहेत. ग्राफीनचे निष्कर्षण किफायतशीर करणे हे एक आव्हान आहे, आणि त्यासाठी योग्य विखुरण तंत्रज्ञान शोधणे हीच गुरुकिल्ली आहे.
ही विखुरण किंवा संश्लेषण पद्धत कष्टसाध्य आणि पर्यावरणास हानिकारक आहे, तसेच या तंत्रज्ञानाच्या सामर्थ्यामुळे तयार झालेल्या ग्राफीनमध्ये दोष निर्माण होऊ शकतात, ज्यामुळे ग्राफीनची अपेक्षित उत्कृष्ट गुणवत्ता कमी होते.
ग्राफीनच्या संश्लेषणात अल्ट्रासोनिक क्लीनर्सच्या वापरामुळे बहु-टप्प्यांच्या आणि रासायनिक पद्धतींशी संबंधित धोके आणि खर्च टाळता येतात. हायपोफिलाइट या नैसर्गिक खनिजावर ही पद्धत लागू केल्याने, ग्राफीन तयार करण्याच्या एका नवीन पर्यावरणपूरक मार्गाचा मार्ग मोकळा झाला.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०४-नोव्हेंबर-२०२१
