Film karbon seperti graphene adalah material yang sangat ringan namun sangat kuat dengan potensi aplikasi yang sangat baik, tetapi mungkin sulit untuk diproduksi, biasanya membutuhkan banyak tenaga kerja dan strategi yang memakan waktu, serta metode yang mahal dan tidak ramah lingkungan.
Dengan produksi graphene dalam jumlah besar, untuk mengatasi kesulitan yang dihadapi dalam penerapan metode ekstraksi saat ini, para peneliti di Universitas Ben Gurion di Negev, Israel, telah mengembangkan metode ekstraksi graphene "hijau" yang dapat diterapkan pada berbagai bidang, termasuk optik, elektronik, ekologi, dan bioteknologi.
Para peneliti menggunakan dispersi mekanis untuk mengekstrak grafena dari mineral striolit alami. Mereka menemukan bahwa mineral hipofilit menunjukkan prospek yang baik dalam memproduksi grafena dan zat mirip grafena dalam skala industri.
Kandungan karbon pada hipomfibol dapat berbeda-beda. Berdasarkan kandungan karbonnya, hipomfibol dapat memiliki potensi aplikasi yang berbeda. Beberapa jenis dapat digunakan karena sifat katalitiknya, sementara jenis lainnya memiliki sifat bakterisida.
Karakteristik struktural hipopiroksen menentukan penerapannya dalam proses oksidasi-reduksi, dan juga dapat digunakan untuk produksi tanur tinggi dan produksi ferroalloy besi cor (silikon tinggi).
Karena sifat fisik dan mekaniknya, kepadatan curah, kekuatan yang baik, dan ketahanan aus, hipofilit juga memiliki kemampuan untuk menyerap berbagai zat organik, sehingga dapat digunakan sebagai bahan penyaring. Selain itu, hipofilit juga menunjukkan kemampuan untuk menghilangkan partikel radikal bebas yang dapat mencemari sumber air.
Hipopiroksen menunjukkan kemampuan untuk mendisinfeksi dan memurnikan air dari bakteri, spora, mikroorganisme sederhana, dan alga biru-hijau. Karena sifat katalitik dan pereduksinya yang tinggi, magnesium oksida sering digunakan sebagai adsorben untuk pengolahan air limbah.
(a) Gambar TEM dengan perbesaran X13500 dan (b) gambar TEM dengan perbesaran X35000 dari sampel hipofilit yang terdispersi. (c) Spektrum Raman dari hipofilit yang telah diolah dan (d) Spektrum XPS dari garis karbon dalam spektrum hipofilit.
Ekstraksi grafena
Untuk mempersiapkan batuan untuk ekstraksi grafena, keduanya menggunakan mikroskop elektron pemindai (SEM) untuk memeriksa pengotor logam berat dan porositas dalam sampel. Mereka juga menerapkan metode laboratorium lain untuk memeriksa komposisi struktural umum dan keberadaan mineral lain dalam hipomfibol.
Setelah analisis dan persiapan sampel selesai, para peneliti mampu mengekstrak grafena dari diorit setelah memproses sampel dari Karelia secara mekanis menggunakan pembersih ultrasonik digital.
Karena metode ini dapat memproses sejumlah besar sampel, tidak ada risiko kontaminasi sekunder, dan metode pemrosesan sampel selanjutnya tidak diperlukan.
Karena sifat-sifat luar biasa dari graphene telah dikenal luas di kalangan komunitas penelitian ilmiah yang lebih luas, banyak metode produksi dan sintesis telah dikembangkan. Namun, banyak dari metode ini merupakan proses multi-tahap atau memerlukan penggunaan bahan kimia dan zat pengoksidasi dan pereduksi yang kuat.
Meskipun graphene dan film karbon lainnya telah menunjukkan potensi aplikasi yang besar dan mencapai keberhasilan R&D yang relatif, proses yang menggunakan material ini masih dalam pengembangan. Sebagian dari tantangannya adalah membuat ekstraksi graphene hemat biaya, yang berarti menemukan teknologi dispersi yang tepat adalah kuncinya.
Metode dispersi atau sintesis ini rumit dan tidak ramah lingkungan, dan kekuatan teknologi ini juga dapat menyebabkan cacat pada graphene yang dihasilkan, sehingga mengurangi kualitas graphene yang diharapkan.
Penerapan pembersih ultrasonik dalam sintesis grafena menghilangkan risiko dan biaya yang terkait dengan metode bertahap dan kimia. Penerapan metode ini pada mineral alami hipofilit membuka jalan bagi cara baru yang ramah lingkungan untuk memproduksi grafena.
Waktu posting: 04 November 2021
