Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilib. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Qrafen batareyalar, katalizatorlar və elektron cihazlar yaratmaq üçün müstəsna faydalı materialdır. Bununla belə, qrafen istehsalı adətən 900°C (1652°F) qədər yüksək temperatur tələb edir, bu da enerji səmərəliliyini məhdudlaşdırır və struktur nəzarətini çətinləşdirir.
Qrafen istehsalını daha praktik etmək üçün son bir araşdırma bu uzun müddət davam edən temperatur maneəsini dəf etdi. Journal of American Chemical Society jurnalında dərc olunan araşdırmada Tohoku Universiteti və London Kraliça Meri Universitetinin birgə tədqiqat qrupu 300°C (572°F) qədər aşağı temperaturda qrafen əsaslı materialları uğurla sintez edib. Onlar buna serium oksidi (CeO₂) səthi üzərində asetilen qazından istifadə etməklə nail olublar.
Əsas asetilen və serium oksidi arasındakı qarşılıqlı təsirdədir. Serium oksidi səthində asanlıqla oksigen boşluqları əmələ gətirdiyi üçün asetilen 113°C (235°F) qədər aşağı temperaturda parçalanmağa başlayır. Temperatur 300°C-yə (572°F) çatdıqda, asetilen katalizatordan oksigeni çıxararaq, qrafenin böyüməsi üçün aktiv katalitik yerlər kimi xidmət edən əlavə oksigen boşluqları yaradır.
Tohoku Universitetinin həmmüəllifi, dosent Takeharu Yoshii izah edir: “Adi olaraq, yüksək temperaturda kimyəvi buxar çökdürmə (CVD) zamanı qrafen əsaslı materialların strukturuna nəzarət etmək çətindir, çünki proses çox sürətli baş verir”. "Yüksək reaktiv asetilenə keçərək və onu serium oksidi ilə birləşdirərək, daha yaxşı struktur nəzarətinə imkan verən aşağı temperaturda böyümə prosesi qurduq." Sadəcə CVD temperaturunu tənzimləməklə komanda materialın son forması üzərində görünməmiş nəzarətə nail oldu. 300°C-də (572°F) mavi floresan qrafen kvant nöqtələri əmələ gətirdilər.
Temperaturun 450°C-yə (842°F) çatdırılması yığılmış qrafen, 600°C (1112°F) isə yüksək səth sahəsinə malik məsaməli qrafen əldə etdi. Bu üsul davamlı resurs emalı üçün yeni qapılar açır, çünki asetilen sənaye tullantıları qazlarından, biokütlədən və təkrar emal olunmuş plastiklərdən əldə edilə bilər. Təkmil Material Tədqiqat İnstitutundan (WPI-AIMR) həmmüəllif, professor Hirotomo Nishihara deyir: "Bizim tapıntılarımız aşağı enerjili, ekoloji cəhətdən təmiz karbon istehsalı üçün dizayn planını təqdim edir".
Artıq karbohidrogenlərdən və ya aşağı dərəcəli karbon ehtiyatlarından yanacaq kimi istifadə etmək əvəzinə, biz indi onları təkrar emal yolu ilə yüksək dəyərli funksional materiallara “təkmilləşdirməyi” hədəfləyə bilərik”. Bu tədqiqat qrafen istehsalında uzun müddətdir davam edən “yüksək temperatur maneəsini” darmadağın edir. Sadəcə olaraq reaksiya temperaturunu tənzimləməklə tədqiqatçılar müxtəlif texnologiyalara tətbiq oluna bilən tamamilə fərqli növ karbon materialları yaratmaq üçün dəqiq nəzarət nümayiş etdirdilər. Tədqiqat qrupu bu texnologiyanın faydalılığını və miqyasını genişləndirmək və praktik tətbiqə yaxınlaşmaq üçün sınaqları davam etdirməyi planlaşdırır.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
