Разработан новый метод извлечения графена из арахисовой шелухи, который обещает недорогое и экологически чистое производство компонентов для электроники и накопления энергии.
Австралийские ученые из университета Нового Южного Уэльса разработали революционный метод преобразования промышленных и бытовых отходов арахиса в высококачественный графен — уникальный материал с выдающимися электромеханическими характеристиками. Результаты были опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal Advances.
Графен является одним из самых тонких известных материалов. Это пленка, состоящая из одного слоя атомов углерода, обладающая высокой прочностью, отличной проводимостью как электричества, так и тепла, а также почти 100%-ной прозрачностью. Он востребован в электронике, энергетике, производстве гибких дисплеев и других современных технологиях, однако традиционные методы его получения остаются дорогостоящими и энергоемкими.
Команда под руководством профессора Гуана Йео применяет простую двухступенчатую термическую обработку арахисовых отходов. Сначала шелуху нагревают до 500°C, чтобы получить материал с высоким содержанием лигнина — природного полимера, богатого углеродом. Затем этот материал подвергается мгновенному импульсу тока (flash joule heating), при котором температура достигает примерно 3000°C на протяжении долей секунды. Такая обработка позволяет перестроить атомы углерода в однослойную структуру графена.
Экономия энергии и потенциал применения
Новый подход исключает использование химических реагентов, которые обычно применяются в графеновых технологиях. Процесс становится более экологически чистым и простым. Потребление энергии при получении килограмма графена оценивается всего в ≈1,30 доллара, а весь цикл занимает около 10 минут, что значительно дешевле и быстрее по сравнению с известными промышленными методами.
