Графен, открытый в 2004 году, продолжает удивлять учёных своими уникальными свойствами, включая высокую прочность, гибкость и лёгкость. Однако его промышленное производство до сих пор сталкивается с рядом трудностей, связанных с высокими затратами и сложностью технологического процесса. Недавнее исследование, проведённое в Университете Кордовы, может стать тем самым решением, которое откроет двери для массового производства этого перспективного материала.
Несмотря на высокие ожидания, графен до сих пор остаётся материалом, который сложно производить в больших объёмах. Существующие технологии либо слишком дороги, либо недостаточно устойчивы с точки зрения окружающей среды. Учёные всего мира активно работают над тем, чтобы найти способы удешевить и ускорить процесс производства графена, при этом сохраняя его качество.
Исследователи из Университета Кордовы предложили инновационный подход, основанный на использовании плазменной технологии. В своей работе, опубликованной в Chemical Engineering Journal, они описали, как удалось повысить эффективность производства графена на 22%, не снижая его качества. Основой их метода является плазменная технология, которая использует частично ионизированный газ для расщепления органических молекул и образования графена.
Плазменная технология имеет несколько ключевых преимуществ. Одним из них является её способность расщеплять органические молекулы с минимальными затратами энергии. В рамках эксперимента команда использовала этанол, молекулы которого подвергались расщеплению и перегруппировке атомов углерода, что способствовало образованию графена.
Один из самых значимых результатов данного исследования — это оптимизация энергопотребления процесса. В предыдущих экспериментах почти 43% всей энергии терялось впустую. Для решения этой проблемы учёные применили клетку Фарадея — металлическую сетку, которая эффективно экранирует плазму и минимизирует потери энергии. Это решение позволило значительно повысить выход графена: его производство увеличилось с 4,3 до 5,2 миллиграммов в минуту при тех же затратах энергии.
Работа над проектом велась не только в стенах Университета Кордовы. Исследователи сотрудничали с Химическим институтом энергетики и окружающей среды (IQUEMA), который занимался оценкой качества получаемого графена. Высокое качество конечного продукта было подтверждено независимыми экспертами, что является важным шагом на пути к коммерциализации данной технологии.
