Ako vyrobiť grafén?
Na výrobu grafénu začnite tým, že olovnatou ceruzkou nanesiete vrstvu grafitu na list papiera, 2-3 krát ho prejdete, aby bol čo najhrubší. Potom položte 5,10 cm kus lepiacej pásky lícom nadol na grafit a jemne zatlačte. Zložte kus pásky na polovicu a potom ju odlepte. Tento postup skladania a lúpania opakujte 20 -krát, čím bude vrstva grafitu tenšia a tenšia, až vám nakoniec zostane grafén. Ak sa chcete dozvedieť, ako vyrábať grafén pomocou mixéra a grafitového prášku, čítajte ďalej!
Ak sa chcete dozvedieť, ako vyrábať grafén pomocou mixéra a grafitového prášku, čítajte ďalej!
Grafén je zázračný materiál storočia. Vzhľadom na svoju relatívnu pevnosť v porovnaní s hmotnosťou je tvrdší ako oceľ a diamanty a je tiež najlepším vodičom tepla a elektriny. A je hrubý iba 1 atóm! Môžete si vyrobiť svoj vlastný grafén doma, ale uvedomte si, že je to skôr na experimentálnej úrovni-nebudete schopní vyrobiť dostatočne veľké množstvá, s ktorými by ste mohli čokoľvek robiť. Ak počas experimentu nájdete nákladovo efektívny spôsob hromadnej výroby grafénu, môžete sa stať bohatými a slávnymi!
Metóda 1 z 2: pomocou metódy lepiacej pásky
- 1Olovenou ceruzkou naneste silnú vrstvu grafitu na list papiera. Začnite tým, že nakreslíte malý bodku alebo 1 centimeter (0,39 palca) čiaru, aby ste získali pocit z tohto procesu. Prejdite tvarom 2 alebo 3 krát, aby ste získali peknú hrubú vrstvu.
- Alternatívne si môžete kúpiť práškový grafit vo svojom miestnom oddelení alebo obchode s domácimi potrebami za približne 7,50€ za 6 gramov (170 g). Pinzetou naneste malé množstvo prášku na papier. Štipka by bola príliš.
- 2Odrežte 5,10 cm kus pásky a položte ju na grafit. Pásku umiestnite na grafit tak, aby bol grafit asi v troch štvrtinách dĺžky pásky. Zatlačte pásku na grafit a potom ju jemne odlepte z kusu papiera.
Je nepravdepodobné, že budete schopní vyrobiť dostatok kvalitného grafénu na akékoľvek produktívne využitie. - 3Zložte kus pásky na polovicu a potom ju odlepte. Uchopte pásku za okraje a sklopte ju iba natoľko, aby pokryla grafit. Ak ho zložíte úplne na polovicu, bude ťažké ho otvoriť a znova rozložiť. Tu rozdeľujete vrstvy grafitu a oddeľujete atómy uhlíka-potrebné na získanie grafénu.
- Alternatívne môžete na pôvodný kus položiť čerstvý kus pásky a potom ho odlepiť.
- 4Proces skladania a lúpania opakujte asi 20 -krát. Zakaždým, keď pásku odlepíte, vrstvy grafitu sú tenšie a tenšie. Po asi 20 -krát odlupovaní by ste mali skončiť s vrstvou grafitu, ktorá je hrubá iba 1 atóm. Toto je grafén.
- Ak používate čerstvé kúsky pásky, namiesto skladania, položte tretí kúsok pásky na vrch druhého kusu; štvrtý kus pásky na vrchole tretieho atď.
- 5Pomocou mikroskopu zistíte, koľko vrstiev grafitu máte. Položte kus pásky lepiacou stranou nadol na podložné sklíčko mikroskopu. Pozrite si snímku medzi zväčšením 100x a 400x. Ak ste viackrát použili ten istý kus pásky zloženej na sebe, všimnete si, že niektoré škvrny budú tmavšie a niektoré svetlejšie. Svetlejšie škvrny sú najtenšie vrstvy a najľahšie sú grafén.
- Ak ste na odlupovanie vrstiev použili vždy čerstvé kúsky pásky, pomocou posledného kusu pásky (asi 20. kus) ho umiestnite pod mikroskop.
Ak počas experimentu nájdete nákladovo efektívny spôsob hromadnej výroby grafénu, môžete sa stať bohatými a slávnymi!
Metóda 2 z 2: pomocou kuchynského mixéra
- 1Do kuchynského mixéra dajte 20-50 gramov grafitového prášku. Ak nemáte grafitový prášok, môžete si ho vyrobiť rozomletím na pár práškov na ceruzke v drviči alebo mlynčeku. Na dosiahnutie najlepších výsledkov používajte vysoko výkonný kuchynský mixér s výkonom najmenej 400 wattov.
- Uvedomte si, že po použití s grafitom už nemôžete tento mixér používať na výrobu jedál alebo nápojov.
- 2Do mixéra nalejte 10-25 mililitrov tekutého mydla na riad. Detergent funguje ako povrchovo aktívna látka, ktorá funguje tak, že suspenduje častice grafénu v zmesi. Zabraňuje tiež zhlukovaniu častíc. Na značke použitého mydla nezáleží, na množstve, ktoré do zmesi pridáte, však áno.
- Presné množstvo potrebného mydla závisí od vlastností grafitového prášku a od toho, či sú vo vzorke ďalšie nečistoty. Tieto faktory bohužiaľ nemožno poznať bez použitia pokročilého laboratórneho vybavenia.
- Na začiatku experimentujte s pridaním množstiev v rozmedzí 10-25 mililitrov (0,34-0,85 fl oz) a potom urobte ďalšie experimenty pridaním buď viac, alebo menej mydla.
- 3Pridajte 0,5 litra vody a miešajte 10-30 minút. Keď sa grafit zmieša, vytvorí čiernu tekutinu, ktorá môže byť penivá. Nakoniec si začnete všímať drobné vločky, ktoré sa tvoria na povrchu tekutiny a na boku mixéra.
- Bez laboratórneho vybavenia je ťažké rozlíšiť medzi skutočnými vločkami grafénu a malými vločkami grafitu. Všeobecne platí, že ak sú častice grafénu príliš veľké (stále grafit), klesnú na dno mixéra; ak sú menšie, vyplávajú na vrch. Častice, ktoré sú suspendované v strede vody, sú nanočastice a určite sú to grafén.
Tento proces skladania a lúpania opakujte 20-krát, čím grafitová vrstva bude stále tenšia a tenšia, až kým vám nakoniec nezostane grafén. - 4Nalejte zmes do sklenenej nádoby a nechajte odstáť 2-3 dni. V laboratóriu zmes odstredia, aby sa oddelil grafén od kvapaliny. Pretože je nepravdepodobné, že máte prístup k odstredivke, jednoducho nalejte tekutú zmes do sklenenej nádoby a nechajte niekoľko dní odstáť.
- Toto obdobie pokoja umožní oddelenie grafénu od väčších častíc grafitu.
- Olovená ceruzka
- Práškový grafit
- Páska
- Kuchynský mixér
- Prostriedok na umývanie riadu
- Pretože výroba grafénu doma je do značnej miery experimentálna, presné merania na jeho výrobu v mixéri nie sú známe. Tu uvedené merania sú založené na jednej skupine zistení výskumníka.
- Výroba grafénu doma je väčšinou iba overením konceptu. Je nepravdepodobné, že budete schopní vyrobiť dostatok kvalitného grafénu na akékoľvek produktívne využitie. Ale je to zábavný experiment!
Prečítajte si tiež: Ako vytvoriť doma remeselný priestor?
Otázky a odpovede
- Prečo nemôžem mixér už používať, keď zmiešam grafit?Jemné grafitové zvyšky v mixéri je ťažké úplne odstrániť. Čokoľvek spracované po grafite zachytí zvyškové častice. Akékoľvek jedlo môže skončiť s grafitovou príchuťou, pretože jemné častice sa správajú ako soľ.
