ساخت شبکههای هیدروژل از گرافن
موضوع :
نانوساختارها
-
نانو لوله
-
ساختومحاسبه
-
خودآرایی
تاریخ خبر : 1389/06/22
تعداد بازدید : 1504
محققان با استفاده از یک عملیات گرمابی روی محلول حاوی گرافن، موفق به ساخت شبکههای هیدروژلی سهبعدی شدند.
| محققان با استفاده از یک عملیات گرمابی روی
محلول حاوی گرافن، موفق به ساخت شبکههای هیدروژلی سهبعدی شدند. تحقیقات زیادی دربارهی خودآرایی دوبعدی گرافن انجام شده که حتی به مرحلهی تجاری نیز رسیدهاست؛ اما خودآرایی سهبعدی گرافن و تولید ساختارهای بزرگ از آن، همچنان بهصورت موضوعی چالشبرانگیز باقی ماندهاست. محققان چینی راه حلی برای تولید ساختارهای هیدروژل سهبعدی از طریق فرایند تکمرحلهای گرمابی ارائه دادهاند. |
|
| گوکوان شی، استاد دانشگاه سینگو، میگوید:«ما
توانستیم هیدروژل گرافنی بسازیم که از نظر مکانیکی و حرارتی پایدار بوده و
رسانای الکتریکی نیز است. این هیدروژل که از طریق خودآرایی ساخته شده،
دارای ظرفیت ویژهی بالایی است. برای تولید آن، از احیای گرمابی محلول
دیسپرسشده اکسید گرافن استفاده شد که روشی ساده، زیستسازگار و قابل انجام
برای تولید انبوه است. هیدروژلها معمولاً از نظر مکانیکی بسیار ضعیف و در برابر گرما ناپایدار بوده و عایق الکتریسیته محسوب میشوند؛ اما این گروه با احیای اکسید گرافن و اعمال فرایند گرمابی موفق به تولید هیدروژلی با عملکرد بالا شدند؛ به طوری که با داشتن 97.4 درصد آب، هادی جریان الکتریسیته بوده، میتواند در دمای 25 تا 100 درجه پایدار باشد، همچنین مودول ذخیرهسازی آن 450 تا 490 KPa بوده که نزدیک به 1000 برابر دیگر هیدروژلهاست. این هیدروژل اگر بهصورت سهبعدی در الکترودها استفاده شود، ظرفیت ویژهی بالایی (175 F/g) در الکترولیتهای آبی خواهد داشت. گوکوان شی میگوید که پیش از این، ورقههای دوبعدی گرافن از طریق خودآرایی تولید شده و غشاهایی شفاف از آنها تهیه شده بود؛ بنابراین ما به دنبال راهی بودیم تا با خودآرایی این ساختارهای دوبعدی را تبدیل به شبکهای از ساختارها ماکرومولکولی کنیم. محققان پس از انجام آزمایشهای خود، ساز و کار معقولی برای تشکیل هیدروژلهای خودآراییداده، ارائه کردند؛ به این صورت که پیش از احیا، ورقههای اکسید گرافن بهصورت رندمی در آب دیسپرس میشوند و بهدلیل نیروی دافعهی بسیار قوی حاصل از دفع الکترواستاتیک و هیدروفیلیک، آنها از هم فاصله میگیرند؛ اما بعد از عملیات احیای گرمابی، بهدلیل از بین رفتن گروههای عاملی اکسیژندار این ورقهها بهصورت مقطعی خاصیت هیدروفوبیک را به خود میگیرد. ترکیب دو نیروی هیدروفوبیک و برهمکنش پی-پی منجر به ساختارهایی سهبعدی میشود که در آن ورقههای منعطف گرافن با این نیروها به هم متصل شدهاند. اگر غلظت اکسید گرافن به اندازهی کافی باشد، ساختار سهعدی متخلخل با حفرات چند میکرو تا چند میلیمتر ایجاد میشود. |
جستجو در اخبار
اخبار مرتبط
اخبار مرتبط با : هیدروژل
اخبار مرتبط با : گرافن
پر بازدیدترین های هفته
