ग्राफीन जैसी कार्बन फिल्में बहुत हल्की लेकिन बहुत मजबूत सामग्री होती हैं जिनमें उत्कृष्ट अनुप्रयोग क्षमता होती है, लेकिन इनका निर्माण करना मुश्किल हो सकता है, आमतौर पर इसमें बहुत अधिक जनशक्ति और समय लेने वाली रणनीतियों की आवश्यकता होती है, और ये विधियां महंगी और पर्यावरण के अनुकूल नहीं होती हैं।
ग्राफीन की बड़ी मात्रा में उत्पादन के साथ, वर्तमान निष्कर्षण विधियों को लागू करने में आने वाली कठिनाइयों को दूर करने के लिए, इज़राइल में बेन गुरियन यूनिवर्सिटी ऑफ द नेगेव के शोधकर्ताओं ने एक "हरित" ग्राफीन निष्कर्षण विधि विकसित की है जिसे प्रकाशिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, पारिस्थितिकी और जैव प्रौद्योगिकी सहित कई क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने प्राकृतिक खनिज स्ट्रियोलाइट से ग्राफीन निकालने के लिए यांत्रिक फैलाव विधि का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि हाइपोफिलाइट खनिज औद्योगिक पैमाने पर ग्राफीन और ग्राफीन जैसे पदार्थों के उत्पादन में अच्छी संभावनाएं दिखाता है।
हाइपोम्फिबोल में कार्बन की मात्रा भिन्न-भिन्न हो सकती है। कार्बन की मात्रा के आधार पर, हाइपोम्फिबोल के अनुप्रयोग की संभावनाएं भी भिन्न हो सकती हैं। कुछ प्रकारों का उपयोग उत्प्रेरक गुणों के लिए किया जा सकता है, जबकि अन्य प्रकारों में जीवाणुनाशक गुण होते हैं।
हाइपोपायरोक्सीन की संरचनात्मक विशेषताएं ऑक्सीकरण-अपचयन प्रक्रिया में इसके अनुप्रयोग को निर्धारित करती हैं, और इसका उपयोग ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन और ढलवा (उच्च सिलिकॉन) लोहे के फेरोअलॉय उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है।
अपने भौतिक और यांत्रिक गुणों, घनत्व, अच्छी मजबूती और घिसाव प्रतिरोध के कारण, हाइपोफिलाइट में विभिन्न कार्बनिक पदार्थों को सोखने की क्षमता भी होती है, इसलिए इसे फिल्टर सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। साथ ही, यह जल स्रोतों को दूषित करने वाले मुक्त कणों को नष्ट करने की क्षमता भी प्रदर्शित करता है।
हाइपोपायरोक्सीन में जीवाणुओं, बीजाणुओं, सरल सूक्ष्मजीवों और नीले-हरे शैवाल से पानी को कीटाणुरहित और शुद्ध करने की क्षमता होती है। अपने उच्च उत्प्रेरक और अपचायक गुणों के कारण, मैग्नीशिया का उपयोग अक्सर अपशिष्ट जल उपचार के लिए एक अधिशोषक के रूप में किया जाता है।
(a) 13500 गुना आवर्धन और (b) 35000 गुना आवर्धन पर बिखरे हुए हाइपोफिलाइट नमूने की TEM छवि। (c) उपचारित हाइपोफिलाइट का रमन स्पेक्ट्रम और (d) हाइपोफिलाइट स्पेक्ट्रम में कार्बन लाइन का XPS स्पेक्ट्रम।
ग्राफीन निष्कर्षण
ग्राफीन निष्कर्षण के लिए चट्टानों को तैयार करने हेतु, दोनों ने स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम) का उपयोग करके नमूनों में भारी धातु की अशुद्धियों और सरंध्रता की जांच की। उन्होंने हाइपोम्फिबोल की सामान्य संरचनात्मक संरचना और अन्य खनिजों की उपस्थिति की जांच के लिए अन्य प्रयोगशाला विधियों का भी प्रयोग किया।
नमूने के विश्लेषण और तैयारी पूरी होने के बाद, शोधकर्ता डिजिटल अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग करके करेलिया से प्राप्त नमूने को यांत्रिक रूप से संसाधित करने के बाद डायोराइट से ग्राफीन निकालने में सक्षम हुए।
चूंकि इस विधि का उपयोग करके बड़ी संख्या में नमूनों को संसाधित किया जा सकता है, इसलिए द्वितीयक संदूषण का कोई खतरा नहीं है, और बाद में नमूना प्रसंस्करण विधियों की आवश्यकता नहीं होती है।
ग्राफीन के असाधारण गुणों के बारे में व्यापक वैज्ञानिक अनुसंधान समुदाय में व्यापक रूप से जानकारी होने के कारण, इसके उत्पादन और संश्लेषण की कई विधियाँ विकसित की गई हैं। हालाँकि, इनमें से कई विधियाँ या तो बहु-चरणीय प्रक्रियाएँ हैं या इनमें रसायनों और प्रबल ऑक्सीकरण एवं अपचयन अभिकर्मकों का उपयोग आवश्यक है।
हालांकि ग्राफीन और अन्य कार्बन फिल्मों ने अनुप्रयोग की अपार संभावनाएं दिखाई हैं और अनुसंधान एवं विकास में सापेक्ष सफलता प्राप्त की है, फिर भी इन सामग्रियों का उपयोग करने वाली प्रक्रियाएं अभी भी विकास के चरण में हैं। चुनौती का एक हिस्सा ग्राफीन निष्कर्षण को लागत प्रभावी बनाना है, जिसका अर्थ है कि सही फैलाव तकनीक खोजना ही कुंजी है।
यह फैलाव या संश्लेषण विधि श्रमसाध्य और पर्यावरण के अनुकूल नहीं है, और इन प्रौद्योगिकियों की मजबूती के कारण उत्पादित ग्राफीन में दोष भी उत्पन्न हो सकते हैं, जिससे ग्राफीन की अपेक्षित उत्कृष्ट गुणवत्ता कम हो जाती है।
ग्राफीन संश्लेषण में अल्ट्रासोनिक क्लीनर के उपयोग से बहु-चरणीय और रासायनिक विधियों से जुड़े जोखिम और लागत समाप्त हो जाते हैं। प्राकृतिक खनिज हाइपोफिलाइट पर इस विधि को लागू करने से ग्राफीन उत्पादन का एक नया पर्यावरण अनुकूल तरीका संभव हो पाया है।
पोस्ट करने का समय: 04 नवंबर 2021
