Kuidas teha grafeeni

Grafeen on sajandi imematerjal. Arvestades selle suhtelist tugevust võrreldes kaaluga, on see terasest ja teemantidest kõvem ning ühtlasi parim soojus- ja elektrijuht. Ja see on ainult 1 aatomi paksune! Grafeeni saate kodus ise valmistada, kuid pidage meeles, et see on pigem eksperimentaalne, sest te ei suuda toota piisavalt suuri koguseid, et sellega midagi peale hakata. Kui leiate oma katse käigus kulutõhusa viisi grafeeni masstootmiseks, võite saada rikkaks ja kuulsaks!

1
Kandke pliiatsiga paberitükile paks kiht grafiiti. Alustuseks joonistage lihtsalt väike täpp või 1-sentimeetrine (0,39 tolli) joon, et protsessi tunnetada. Mõnusa paksu kihi saamiseks käige kuju 2 või 3 korda üle. Teise võimalusena võite osta grafiidipulbrit kohalikust osakonnast või kodutehnika poest umbes 10,00 dollari eest 6 untsi (170  g) eest. Kasutage pintsette, et asetada väike kogus pulbrit paberitükile. Näputäis oleks liiast.

2
Lõika 2-tolline (5,1 cm) lint ja asetage see grafiidile. Asetage lint grafiidi peale nii, et grafiit oleks umbes kolmveerand lindi teest. Vajutage lint grafiidile alla ja seejärel eemaldage see õrnalt paberitükilt.

3
Murra teibitükk pooleks ja seejärel koori lahti. Haarake lindist servadest kinni ja murrake seda ainult nii palju, et see kataks grafiidi. Kui voldid selle täielikult pooleks, on seda raske avada ja uuesti lahti tõmmata. Siin lõhustate grafiidikihte ja eraldate süsinikuaatomid, mis on vajalikud grafeeni saamiseks. Teise võimalusena võite asetada värske teibi algse tüki peale ja seejärel eemaldada.

4
Korrake voltimise ja koorimise protsessi umbes 20 korda. Iga kord, kui teibi maha koorite, muutuvad grafiidikihid aina õhemaks. Pärast umbes 20-kordset koorimist peaksite saama ainult 1 aatomi paksuse grafiidikihi. See on grafeen. Kui kasutate voltimise asemel värskeid teibitükke, asetage kolmas teibitükk teise tüki peale; neljas teibitükk kolmanda peal jne.

5
Kasutage mikroskoopi, et määrata, mitu grafiidikihti teil on. Asetage lint mikroskoobi slaidile, kleepuv pool all. Vaadake slaidi 100- kuni 400-kordse suurendusega. Kui kasutasite sama teibitükki mitu korda enda peale voldituna, märkate, et mõned kohad on tumedamad ja mõned heledamad. Heledamad kohad on kõige õhemad kihid ja heledaim koht on grafeen. Kui kasutasite kihtide koorimiseks iga kord värskeid teibitükke, kasutage mikroskoobi alla panemiseks viimast teibitükki (umbes 20. tükk).

6
Pange 20–50 grammi (0,71–1,76 untsi) grafiidipulbrit köögimikserisse. Kui teil pole grafiidipulbrit, saate seda valmistada, pulbristades pulbrilises või veskis mõne pliiatsipea. Parimate tulemuste saamiseks kasutage suure võimsusega vähemalt 400-vatist köögisegisti. Pidage meeles, et pärast grafiidiga kasutamist ei saa te enam seda blenderit toidu või jookide valmistamiseks kasutada.

7
Valage segistisse 10–25 milliliitrit vedelat nõudepesuseepi. Pesuaine toimib pindaktiivse ainena, mis suspendeerib grafeeniosakesed segus. Samuti takistab see osakeste kokkukleepumist. Kasutatava nõudeseebi mark ei oma tähtsust, kuid segule lisatav kogus ei oma tähtsust. Nõudeseebi täpne kogus, mida vajate, sõltub grafiidipulbri omadustest ja sellest, kas proovis on muid saasteaineid. Kahjuks ei saa neid tegureid teada ilma täiustatud laboriseadmeid kasutamata. Alustamiseks lisage koguseid vahemikus 10–25 milliliitrit (0,34–0,85–0,85 Â fl oz) ja seejärel tehke täiendavaid katseid, lisades kas rohkem või vähem seepi.

8
Lisage 0,5 liitrit vett ja segage kõrgel temperatuuril 10–30 minutit. Grafiiti segades tekib must vedelik, mis võib olla vahutav. Lõpuks hakkate märkama väikeseid helbeid, mis moodustuvad vedeliku pinnale ja segisti küljele. Ilma laboriseadmeteta on raske vahet teha tegelikel grafeenihelvestel ja väikestel grafiidihelvestel. Üldiselt, kui grafeeniosakesed on liiga suured (ikka grafiit), vajuvad need segisti põhja; kui need on väiksemad, ujuvad nad tippu. Vee keskel hõljuvad osakesed on nanoosakesed ja kindlasti grafeen.

9
Valage segu klaaspurki ja laske 2-3 päeva seista. Laboris tsentrifuugivad nad segu, et eraldada grafeen vedelikust. Kuna on ebatõenäoline, et teil on juurdepääs tsentrifuugile, valage vedel segu lihtsalt klaaspurki ja laske sellel paar päeva seista. See puhkeperiood võimaldab grafeenil eralduda suurematest grafiidiosakestest.