Filmes de carbono, como o grafeno, são materiais muito leves, mas muito fortes, com excelente potencial de aplicação, mas podem ser difíceis de fabricar, geralmente exigem muita mão de obra e estratégias demoradas, e os métodos são caros e não são ecologicamente corretos.
Com a produção de uma grande quantidade de grafeno, a fim de superar as dificuldades encontradas na implementação dos métodos de extração atuais, pesquisadores da Universidade Ben Gurion de Negev, em Israel, desenvolveram um método de extração de grafeno “verde” que pode ser aplicado a uma ampla gama de campos, incluindo óptica, eletrônica, ecologia e biotecnologia.
Pesquisadores utilizaram dispersão mecânica para extrair grafeno do mineral natural estriólita. Eles descobriram que o mineral hipofilita apresenta boas perspectivas na produção de grafeno e substâncias semelhantes em escala industrial.
O teor de carbono do hipomfibol pode variar. De acordo com o teor de carbono, o hipomfibol pode ter diferentes potenciais de aplicação. Alguns tipos podem ser usados por suas propriedades catalíticas, enquanto outros têm propriedades bactericidas.
As características estruturais do hipopiroxênio determinam sua aplicação no processo de oxidação-redução, podendo também ser utilizado na produção de altos-fornos e na produção de ferroligas de ferro fundido (alto silício).
Devido às suas propriedades físicas e mecânicas, densidade aparente, boa resistência mecânica e ao desgaste, a hipofilita também possui a capacidade de adsorver uma variedade de substâncias orgânicas, podendo ser utilizada como material filtrante. Além disso, demonstrou a capacidade de eliminar partículas de radicais livres que podem contaminar fontes de água.
O hipopiroxênio demonstra a capacidade de desinfetar e purificar a água de bactérias, esporos, microrganismos simples e algas verde-azuladas. Devido às suas altas propriedades catalíticas e redutoras, a magnésia é frequentemente utilizada como adsorvente no tratamento de águas residuais.
(a) Ampliação de X13500 e (b) Imagem TEM de ampliação de X35000 da amostra de hipofilita dispersa. (c) Espectro Raman da hipofilita tratada e (d) Espectro XPS da linha de carbono no espectro da hipofilita
Extração de grafeno
Para preparar as rochas para a extração de grafeno, os dois usaram um microscópio eletrônico de varredura (MEV) para examinar as impurezas de metais pesados e a porosidade nas amostras. Eles também aplicaram outros métodos laboratoriais para verificar a composição estrutural geral e a presença de outros minerais no hipomfibólio.
Após a conclusão da análise e preparação da amostra, os pesquisadores conseguiram extrair grafeno do diorito após processar mecanicamente a amostra da Carélia usando um limpador ultrassônico digital.
Como um grande número de amostras pode ser processado usando esse método, não há risco de contaminação secundária e métodos subsequentes de processamento de amostras não são necessários.
Desde que as propriedades extraordinárias do grafeno se tornaram amplamente conhecidas na comunidade científica, diversos métodos de produção e síntese foram desenvolvidos. No entanto, muitos desses métodos são processos de várias etapas ou requerem o uso de produtos químicos e agentes oxidantes e redutores fortes.
Embora o grafeno e outros filmes de carbono tenham demonstrado grande potencial de aplicação e alcançado relativo sucesso em P&D, os processos que utilizam esses materiais ainda estão em desenvolvimento. Parte do desafio é tornar a extração de grafeno economicamente viável, o que significa que encontrar a tecnologia de dispersão correta é fundamental.
Esse método de dispersão ou síntese é trabalhoso e prejudicial ao meio ambiente, e a força dessas tecnologias também pode causar defeitos no grafeno produzido, reduzindo assim a excelente qualidade esperada do grafeno.
A aplicação de limpadores ultrassônicos na síntese de grafeno elimina os riscos e custos associados aos métodos químicos e de múltiplas etapas. A aplicação desse método ao mineral natural hipofilita abriu caminho para uma nova maneira ecologicamente correta de produzir grafeno.
Horário da publicação: 04/11/2021
