Cercetatorii de la Universitatea Rice din Houston, Statele Unite, au reusit sa produca grafen, insa nu din materii prime purificate, ci din gunoiul de zi cu zi. Mai mult, cantitatea produsa zilnic se masoara in kilograme, fata de obisnuitele loturi de cateva grame pe zi, produse prin metodele conventionale.
Cu o noua tehnologie ce foloseste electricitatea, cercetatorii de la Universitatea Rice au obtinut grafen chiar si din gunoiul obisnuit. Carbonul provenit din resturile alimentare, deseurile din plastic sau din taierea lemnului pot reprezenta material brut pentru obtinerea grafenului de inalta calitate.
Cu un simplu „flash”, gunoiul devine grafen
Grafenul este un material de 200 de ori mai rezistent decat otelul, fiind mai usor decat hartia si mai conductiv din punct de vedere electric si termic decat cuprul.
Autorul principal al studiului, Duy Xuan Luong, fizician la Universitatea Rice, a venit cu o noua modalitate de a crea grafen in timp ce experimenta o tehnica numita „incalzirea Joule-flash”, pe care lucrarile anterioare o foloseau pentru crearea nanoparticulelor metalice.
Folosind o banca de condensatori pentru a incarca pulberea de carbon cu electricitate de inalta tensiune si incalzirea acesteia la mai mult de 2.725 grade Celsius in mai putin de 100 de milisecunde, echipa sa a produs grafen de inalta calitate cu un nivel redus de defecte. Ei si-au detaliat rezultatele recent in revista „Nature”.
Aceasta noua metoda nu necesita cuptor, solventi, gaze reactive sau alte etape de purificare. De asemenea, genereaza caldura in exces foarte mica, aproape toata energia fiind canalizata catre tinta sa. Toate elementele in afara carbonului se evapora.
James Tour, liderul echipei de cercetare, a declarat pentru „The Engineer”: „Cu pretul comercial actual al grafenului, de la 67.000 pana la 200.000 dolari pe tona, perspectivele acestui proces arata superb”. In plus, Tour a co-fondat o companie-startup, denumita „Universal Matter, Inc.”, pentru a comercializa aceasta noua tehnologie de transformare a deseurilor in grafen.
Andre Geim – redescoperitorul grafenului
Grafenul este foarte apreciat in numeroase domenii precum stocarea energiei in baterii, electronica, semiconductoare sau constructii, datorita proprietatilor sale mecanice, electrice si termice deosebite. Din punct de vedere structural, grafenul poate fi vizualizat sub forma de foi ultra-subtiri sau filme cu atomi de carbon pur, utilizate pentru crearea unor materiale cu rezistenta ridicata.
Timp de decenii, grafenul fusese conceptualizat doar teoretic de catre fizicieni. Apoi, in 1962, a fost observat prima data cu ajutorul microscopului electronic. Totusi, instabilitatea sa a dus la ramanerea la „periferia” noilor descoperii ale fizicii. Acest lucru s-a schimbat in 2002, atunci cand Andre Geim, profesor de fizica la Universitatea din Manchester, a redescoperit grafenul.
Acesta a reusit sa regandeasca asezarea atomilor de carbon in straturi subtiri, pentru a vedea cum se comporta in anumite conditii experimentale. Geim a fost astfel primul fizician care a izolat si a produs grafen, astfel incat acesta sa nu mai fie o substanta evaziva. In 2010, Geim a fost recunoscut pentru munca sa de pionierat cu grafenul si a primit Premiul Nobel pentru fizica.
Dar, in urma acestei noi descoperiri si colaborari dintre echipa Universitatii Rice si „Universal Matter, Inc.”, industria, asa cum o stim, urmeaza sa se schimbe radical. Ganditi-va doar ca aceasta noua tehnologie de obtinere a grafenului reprezinta un castig atat in ceea ce priveste reducerea costului de productie, cat si pentru mediul inconjurator.