1)Εισαγωγή επεκτάσιμου γραφίτη
Ο επεκτάσιμος γραφίτης, γνωστός και ως εύκαμπτος γραφίτης ή γραφίτης σκουληκιών, είναι ένας νέος τύπος υλικού άνθρακα. Ο διογκωμένος γραφίτης έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως μεγάλη ειδική επιφάνεια, υψηλή επιφανειακή δραστηριότητα, καλή χημική σταθερότητα και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία. Η κοινή διαδικασία παρασκευής του διογκωμένου γραφίτη είναι να λαμβάνεται ως υλικό φυσικός νιφάδας γραφίτης, πρώτα να δημιουργείται διογκούμενος γραφίτης μέσω της διαδικασίας οξείδωσης και στη συνέχεια να επεκταθεί σε διογκωμένο γραφίτη. Σε περίπτωση υψηλής θερμοκρασίας, το υλικό διογκωμένου γραφίτη μπορεί να επεκταθεί αμέσως 150 ~ 300 φορές σε όγκο και να αλλάξει από νιφάδα σε σκουλήκι, έτσι ώστε η δομή να είναι χαλαρή, πορώδης και καμπύλη, η επιφάνεια να επεκτείνεται, η επιφανειακή ενέργεια βελτιώνεται , η δύναμη προσρόφησης του νιφάδων γραφίτη ενισχύεται και ο γραφίτης σαν σκουλήκι μπορεί να ενσωματωθεί από μόνος του, έτσι ώστε το υλικό να έχει τις λειτουργίες επιβραδυντικού φλόγας, σφράγισης και προσρόφησης και χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς της ζωής, του στρατού και της προστασίας του περιβάλλοντος , χημική βιομηχανία και ούτω καθεξής.
2)Μέθοδος παρασκευής διογκωμένου γραφίτη
Η χημική οξείδωση και η ηλεκτροχημική οξείδωση χρησιμοποιούνται κυρίως για διογκωμένο γραφίτη. Η παραδοσιακή μέθοδος χημικής οξείδωσης έχει απλή διαδικασία και σταθερή ποιότητα, αλλά υπάρχουν ορισμένα προβλήματα όπως η σπατάλη οξέων και η υψηλή περιεκτικότητα των προϊόντων σε θείο. Η ηλεκτροχημική μέθοδος δεν χρησιμοποιεί οξειδωτικά, το όξινο διάλυμα μπορεί να ανακυκλωθεί πολλές φορές, με χαμηλή περιβαλλοντική ρύπανση και χαμηλό κόστος, αλλά η απόδοση είναι χαμηλή και οι απαιτήσεις για υλικά ηλεκτροδίων είναι υψηλές. Προς το παρόν, περιορίζεται μόνο στην εργαστηριακή έρευνα. Εκτός από τις διαφορετικές μεθόδους οξείδωσης, οι δύο μέθοδοι έχουν την ίδια μετεπεξεργασία, όπως αποξύνωση, πλύσιμο με νερό και στέγνωμα. Η μέθοδος χημικής οξείδωσης είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος μέχρι στιγμής. Η διαδικασία είναι ώριμη και έχει ευρέως διαδοθεί και εφαρμοστεί στη βιομηχανία.
3)Διαφορά μεταξύ διογκωμένου γραφίτη και γραφενίου
Το γραφένιο και ο διογκωμένος γραφίτης έχουν διαφορετικές επιδόσεις τόσο στη δομή του υλικού όσο και στον τομέα εφαρμογής. Ο διογκωμένος γραφίτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη για την παραγωγή γραφενίου. Για παράδειγμα, η μέθοδος Hummers μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λήψη οξειδίου του γραφενίου με υπερηχητική διαστολή του οξειδίου του γραφίτη. Όταν ο διογκωμένος γραφίτης απογυμνωθεί σε ένα ενιαίο κομμάτι, γίνεται γραφένιο. Αν απογυμνωθεί σε πολλά στρώματα, είναι μερικά στρώματα γραφενίου. Τα νανοφύλλα γραφενίου μπορούν να παρασκευαστούν από περισσότερες από δέκα έως 30 στρώσεις.
4)Πρακτικά πεδία εφαρμογής διογκωμένου γραφίτη
1. Εφαρμογή ιατρικού υλικού
Ο ιατρικός επίδεσμος από διογκωμένο γραφίτη μπορεί να αντικαταστήσει το μεγαλύτερο μέρος της παραδοσιακής γάζας λόγω των πολλών εξαιρετικών ιδιοτήτων του.
2. Εφαρμογή στρατιωτικού υλικού
Ο διογκωμένος γραφίτης συνθλίβεται σε λεπτή σκόνη, η οποία έχει ισχυρά χαρακτηριστικά σκέδασης και απορρόφησης στο υπέρυθρο κύμα. Η μετατροπή της λεπτής σκόνης του σε εξαιρετικό υλικό υπέρυθρης θωράκισης παίζει σημαντικό ρόλο στο φωτοηλεκτρικό αντίμετρο στον σύγχρονο πόλεμο.
3. Εφαρμογή υλικών προστασίας του περιβάλλοντος
Ο διογκωμένος γραφίτης χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της προστασίας του περιβάλλοντος λόγω της χαμηλής πυκνότητάς του, του μη τοξικού, του απαλλαγμένου από ρύπανση, της εύκολης επεξεργασίας και της εξαιρετικής προσρόφησής του.
4. Βιοϊατρικά υλικά
Το υλικό άνθρακα έχει εξαιρετική συμβατότητα με το ανθρώπινο σώμα και είναι ένα καλό βιοϊατρικό υλικό. Ως νέος τύπος υλικού άνθρακα, το υλικό διογκωμένου γραφίτη έχει εξαιρετικά χαρακτηριστικά προσρόφησης για οργανικά και βιολογικά μακρομόρια. Έχει καλή βιοσυμβατότητα, μη τοξικό, άγευστο και χωρίς παρενέργειες. Έχει ευρεία προοπτική εφαρμογής σε βιοϊατρικά υλικά.
Ώρα δημοσίευσης: 17 Μαΐου 2022