Film karbon seperti graphene adalah material yang sangat ringan tetapi sangat kuat dengan potensi aplikasi yang sangat baik, tetapi mungkin sulit untuk diproduksi, biasanya memerlukan banyak tenaga kerja dan strategi yang memakan waktu, dan metodenya mahal dan tidak ramah lingkungan.
Dengan produksi graphene dalam jumlah besar, untuk mengatasi kesulitan yang dihadapi dalam menerapkan metode ekstraksi saat ini, para peneliti di Universitas Ben Gurion di Negev di 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 mengekstraksi grafena dari mineral alami striolit. Mereka menemukan bahwa mineral hipofilit menunjukkan prospek yang baik dalam memproduksi grafena skala industri dan zat-zat serupa grafena.
Kandungan karbon hipomfibol dapat bervariasi. Berdasarkan kandungan karbonnya, hipomfibol dapat memiliki potensi aplikasi yang berbeda-beda. Beberapa jenis hipomfibol dapat digunakan karena sifat katalitiknya, sementara jenis lainnya memiliki sifat bakterisida.
Karakteristik struktural hipopiroksen menentukan penerapannya dalam proses oksidasi-reduksi, dan dapat juga digunakan untuk produksi tanur tinggi dan produksi feroalloy besi cor (silikon tinggi).
Berkat sifat fisik dan mekanisnya, densitas massal, kekuatan yang baik, dan ketahanan ausnya, hipofilit juga memiliki kemampuan untuk menyerap berbagai zat organik, sehingga dapat digunakan sebagai material filter. Hipofilit juga terbukti mampu 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 reduksinya yang tinggi, magnesia sering digunakan sebagai adsorben untuk pengolahan air limbah.
(a) Perbesaran X13500 dan (b) Perbesaran X35000 gambar TEM dari sampel hipofilit yang tersebar. (c) Spektrum Raman dari hipofilit yang diolah dan (d) Spektrum XPS dari garis karbon dalam spektrum hipofilit
Ekstraksi grafena
Untuk mempersiapkan batuan untuk ekstraksi grafena, keduanya menggunakan mikroskop elektron pemindaian (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 dapat mengekstraksi grafen dari diorit setelah memproses sampel secara mekanis dari Karelia menggunakan pembersih ultrasonik digital.
Karena sejumlah besar sampel dapat diproses menggunakan metode ini, tidak ada risiko kontaminasi sekunder, dan metode pemrosesan sampel selanjutnya tidak diperlukan.
Sejak sifat-sifat luar biasa grafena telah dikenal luas di kalangan peneliti ilmiah, banyak metode produksi dan sintesis telah dikembangkan. Namun, banyak dari metode ini merupakan proses multi-tahap atau memerlukan penggunaan bahan kimia dan oksidator serta reduktor kuat.
Meskipun grafena dan lapisan karbon lainnya telah menunjukkan potensi aplikasi yang besar dan mencapai keberhasilan litbang yang relatif, proses yang menggunakan material ini masih dalam tahap pengembangan. Salah satu tantangannya adalah membuat ekstraksi grafena hemat biaya, yang berarti menemukan teknologi dispersi yang tepat adalah kuncinya.
Metode dispersi atau sintesis ini membutuhkan banyak tenaga dan tidak ramah lingkungan, dan kekuatan teknologi ini juga dapat menimbulkan cacat pada grafen yang dihasilkan, sehingga mengurangi kualitas grafen yang diharapkan unggul.
Penggunaan pembersih ultrasonik dalam sintesis grafena menghilangkan risiko dan biaya yang terkait dengan metode multi-tahap dan kimia. Penerapan metode ini pada mineral alami hipofilit membuka jalan bagi metode baru yang ramah lingkungan dalam memproduksi grafena.
Waktu posting: 04-Nov-2021
