رنگ کردن گرافن ممکن شد!

محققان یک روش ساده برای پراکندگی گرافن در آب پیدا کرده اند که راه را برای ساخت جوهرها یا رنگ های مبتنی بر گرافن برای رسانا کردن بسیاری از مواد هموار می کند.

کد خبر: ۱۲۴۷۵۶۶

تاریخ: ۲۴ فروردين ۱۳۹۹ - ۱۲:۲۱

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از نیو اطلس، گرافن ممکن است همه کاره، تطبیق پذیر و بسیار کاربردی باشد، اما یک چیز وجود دارد آن هم اینکه به خوبی در آب پخش نمی شود و بنابراین نمی تواند اسپری یا پاشیده شود. اکنون محققان دانشگاه "اومئو"(Umeå) در سوئد، روشی نسبتاً ساده برای انجام آن پیدا کرده اند.
اکسید گرافن شکل متفاوتی از این ماده است که می تواند پراکندگی در آب و پاشندگی را به صورت پایدار ایجاد کند و می توان از آن به عنوان نوعی از رنگ گرافنی استفاده کرد.

گرافن در اصل یک ورق دو بعدی از اتم های کربن است که در الگوی شش ضلعی چیده شده است. این ماده فریبنده و ساده دارای طیف وسیعی از خواص مفید و کاربردها است. ماده ای بسیار سبک وزن، نازک و انعطاف پذیر که در عین حال قوی هم هست.

این ماده همچنین رسانای الکتریکی و گرمای بسیار خوبی است، بنابراین در همه چیز از قطعات الکترونیکی گرفته تا فیلترهای آب گرفته و لباس ها قابل تعبیه است.

در حالت ایده آل، یک کاربرد مفید برای گرافن می تواند شامل پراکندگی آن در آب باشد تا سپس این محلول را بتوان بر روی یک سطح، اسپری کرد تا مثلاً الکترودهای ابررسانا یا پوشش های رسانا ساخت.

مشکل این است که گرافن و اشکال مشابه کربن مانند گرافیت و نانولوله های کربنی، آب گریز هستند، به این معنی که آب را دفع می کنند. البته می توان آنها را با استفاده از حلال های آلی خشن یا روش های مکانیکی پراکنده کرد، اما اولی سمی است و دومی می تواند نقایصی را ایجاد کند.

اکنون محققان دانشگاه اومئو روشی شگفت آور و ساده برای پراکندگی و پاشش گرافن پیدا کرده است. راز آنها در استفاده از گرافن اکسید شده به جای گرافن ساده است که آب گریز است.

محققان با ترکیب اکسید گرافن با ذرات سایر کربن های آب گریز مانند گرافن، گرافن فعال شده، کربن های متخلخل و فعال موفق به ایجاد پراکندگی پایدار شدند و مشاهده کردند که پس از گذشت چند روز، هیچ یک از این مواد ته نشین نشده بودند.

آنها در یک آزمایش، نانولوله های کربنی را اضافه کردند و سعی کردند الکترودهای ابررسانا را از مخلوط خارج کنند. آنها محلول را روی فویل فلزی پاشیدند، سپس آن را خشک کردند و آن را تا 200 درجه سانتیگراد حرارت دادند.

"الکساندر تالیزین" سرپرست این مطالعه می گوید: آنچه در پایان حاصل شد، نواری نازک از الکترود رسانا با سطح محیطی بالا، رسانایی خوب و عملکرد عالی در ذخیره انرژی در ابررساناها است. سطح محیطی بالا توسط ذرات میکرومتری گرافن فعال شده تأمین شده است، در حالی که نانولوله ها و اکسید گرافن ارتباط الکتریکی خوبی بین ذرات ایجاد می کنند.

محققان می گویند این روش جدید می تواند به راحتی برای تولید صنعتی تکمیل و آماده شود. آنها این تکنیک را ثبت اختراع کردند.

این مطالعه در مجله Physical Chemistry Letters منتشر شده است.