NUS Решение по контролю качества для искоренения фальшивого графена

Из-за отсутствия контроля качества в коммерческом графене некачественная продукция рекламируется как высококачественная, поэтому исследовательская группа NUS разработала надежный способ проверить качество графена.

Исследователи из Центра NUS для усовершенствованных 2D-материалов изучают качество образцов графена. (Кредит: NUS)

С момента изоляции графена в 2004 году произошел бум в исследованиях и исследованиях, связанных с графеном, с многочисленными бизнес-оппортунистами, производящими графен, чтобы максимально использовать эту быстрорастущую отрасль. Однако исследователи Национального университета Сингапура (NUS) столкнулись с огромной проблемой – отсутствие стандартов производства привело к многочисленным случаям плохого качества графена от поставщиков. Такая практика может препятствовать продвижению исследований, которые в значительной степени зависят от использования графена высшего качества.

«Тревожно раскрыть, что производители маркируют черные порошки в виде графена и продают их за верхний доллар, в то время как в действительности они содержат в основном дешевый графит. Существует настоятельная необходимость в установлении строгих стандартов для определения характеристик графена и производства для создания здорового и надежного рынка графена во всем мире », – сказал профессор Центра исследований перспективных 2D материалов Антонио Кастро Нето (Antonio Castro Neto), который руководил исследованиями.

Результаты исследований были опубликованы в журнале Advanced Materials 13 сентября th 2018.

Как сказать графенский чешуй из подписи под графеном

Графен был наклонён как чудо-материал будущего из-за его необычайных свойств. Хотя это самый тонкий материал на Земле, он в 200 раз сильнее, чем сталь. Измеряя только один атом, это также невероятный электрический проводник, но он остается гибким, легким и прозрачным. Таким образом, графен находит потенциальные приложения в многочисленных продуктах из транзисторов в биомедицинские устройства и даже предложил в качестве материала для строительства лифта в космос.

Графен обычно изготавливают путем отслаивания графита, который можно увидеть в общих карандашных выводах, в порошок, погружая этот порошок в жидкость, а затем отделяя наименьшие возможные хлопья графена, используя звуковую энергию для вибрации смеси. Цель этого синтеза – создать тончайший графен. Чистый графен будет измерять только один атомный слой по толщине; однако Международная организация по стандартизации (ИСО) заявляет, что стопки графеновых хлопьев толщиной до 10 слоев могут по-прежнему действовать как графен.

Помня об этом, профессор Кастро Нето и его команда начали создавать систематический и надежный метод подтверждения качества образцов графена из разных уголков мира. Они смогли достичь этого, используя широкий спектр аналитических методов и испытанных образцов от ряда поставщиков.

После изучения образцов из более 60 различных поставщиков из стран Америки, Европы и Азии команда NUS узнала, что большинство из них составляет менее 10% того, что можно сказать, что это графеновые хлопья. Основная масса образцов представляла собой графитовый порошок, который не был отслоен соответствующим образом.

Являются ли производители контрафактного графена осведомлены о низком качестве, неясно. Несмотря на это, отсутствие стандартов для производства графена приводит к ухудшению качества материала, продаваемого на открытом рынке. Это затормозило развитие будущих приложений.

Антонио Кастро Нето, профессор и директор Центра перспективных 2D-материалов NUS.

Графитовый порошок и графен обладают значительно различными свойствами, поэтому любое исследование, проведенное под предлогом того, что образец является чистым графеном, даст ошибочные результаты. Кроме того, только один из образцов, опробованных в исследовании, имел более 40% высококачественного графена. Кроме того, некоторые образцы были даже испорчены другими химическими веществами, используемыми в процессе производства. Эти результаты означают, что ученые могут тратить драгоценное время и деньги на эксперименты над продуктом, который вводится в заблуждение.

«Это первое в истории исследование для статистического анализа мирового производства графеновых хлопьев. Учитывая важные проблемы, связанные со здоровьем, климатом и устойчивостью, которые графен может решить, крайне важно, чтобы исследования не мешали таким образом », – пояснил профессор Кастро Нето.

Преодоление барьера для графина инноваций

С этим нахождением и разработкой надежной процедуры испытаний образцы графена могут быть проведены с более высоким стандартом.

Мы надеемся, что наши результаты ускорят процесс стандартизации графена в рамках ISO, поскольку для этого существует огромная потребность рынка. Это побудит производителей графена во всем мире улучшить свои методы для производства лучшего, хорошо охарактеризованного продукта, который мог бы помочь в разработке реальных приложений.

Антонио Кастро Нето, профессор и директор Центра перспективных 2D-материалов NUS.

Кроме того, тестирование графена с использованием универсального и стандартизованного способа может гарантировать легкое количественное сравнение данных, полученных от различных лабораторий и пользователей по всему миру.

Source link