هل تم العثور على طريقة رخيصة وفعالة لإنتاج الجرافين؟

الجرافين، وهو طبقة ذرية واحدة من الكربون النقي، له العديد من الاستخدامات الواعدة في مجال الإلكترونيات

يقترح باحثون في جامعة بن غوريون في النقب استخدام الجرافيت، وهو مصدر طبيعي ورخيص للكربون، كمادة خام لإنتاج الجرافين عن طريق طحنه في مطحنة كروية. لقد أظهروا ذلك عند إضافته إلى الجرافيت مادة واقية أثناء الطحن، تزداد كفاءة إنتاج الجرافين بشكل ملحوظ: أكثر من 90% من كمية الجرافيت تصبح جرافين أثناء الطحن مقارنة بأقل من 3% في تقنيات الإنتاج الأخرى.

تملي التطبيقات المفتوحة للجرافين (طبقة رقيقة من الكربون النقي) إنتاج كميات كبيرة من صفائح الجرافين. ومع ذلك، فإن تقنيات الإنتاج الموجودة اليوم معقدة ومكلفة وتحد من تسويق الجرافين.

يقترح الطالب البحث ماتات بوزاغلو والدكتور إيلان بيري بار والبروفيسور آران ريغيف من جامعة بن غوريون في النقب، استخدام الجرافيت، وهو مصدر كربون طبيعي ورخيص الثمن مصنوع من طبقات الجرافين، كمادة خام لإنتاج الجرافين عن طريق طحنه في مطحنة الكرة . لقد أظهروا ذلك عند إضافته إلى الجرافيت مادة واقية أثناء الطحن، تزداد كفاءة إنتاج الجرافين بشكل ملحوظ: أكثر من 90% من كمية الجرافيت تصبح جرافين أثناء الطحن مقارنة بأقل من 3% في تقنيات الإنتاج الأخرى. المادة الواقية يمنع تكون الكربون غير المتبلور أثناء الطحن ويمكن غسله في نهاية العملية. يتم التحكم في حجم صفائح الجرافين حسب نوع المادة الواقية وطاقة الطحن.

التطبيقات المحتملة للجرافين موجودة في مجال المواد المركبة: أثبتت مجموعة البحث أن خلط مسحوق الجرافين مع البوليمر يحسن إزالة الحرارة من المادة المركبة (الإدارة الحرارية). تُستخدم هذه الميزة في الإدارة الحرارية للأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تميل إلى التسخين أثناء الاستخدام.

تجدر الإشارة إلى أن الجرافين عبارة عن طبقة واحدة من الكربون النقي بسمك ذري، وهي أنحف طبقة مادية يمكن تخيلها. وتشمل خصائصه الاستثنائية القوة الميكانيكية، والتوصيل الكهربائي، ومساحة السطح لكل جرام، والتوافق الحيوي والشفافية. منحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2010 إلى أندريه جيم وكونستانتين نوفوسولوف لعزل وتوصيف الجرافين.

وقد نشرت نتائج البحث مؤخرا في مجلة المواد المتقدمة .

رابط للدراسة