科學家把食用油變成比鋼鐵堅固兩百倍的材料!

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一個做出石墨烯更便宜的方法

研究人員已經找到一種方法,把便宜的日常食用油轉變成石墨烯(graphene)的神奇物質。這項技術可以大大降低製造這個大肆吹捧的奈米材料成本。

石墨烯是單獨一片碳原子,擁有不可思議的特性。它比鋼鐵堅固2百倍,比鑽石還硬,以及有驚人的柔軟度。在某些條件下,它甚至可以轉變成超導體,不具阻抗地傳送電力。

這意味著這個材料具備潛力來製造更好的電子器件、更有效的太陽能電池、甚至可以用於醫學。

去年,一項研究認為石墨烯有助於手機電池壽命延長25%,而且這個材料有可能從稀薄的空氣中過濾燃料

但是石墨烯通常必須使用純化原料在強熱的真空下製造,造成生產費用昂貴,使得這些應用受到限制。

直到我們能夠找到一種有成本效益的方式來大量生產這個超越表現的材料之前,它是非常受限在實驗室裡。

但現在,澳洲的科學家設法在正常的空氣條件下,使用便宜的大豆油來生產石墨烯。

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來自澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的研究人員之一Zhao Jun Han說:「這種用於石墨烯製造的環境空氣過程(ambient-air process)是快速、簡單、安全、有可能擴展,並且有利於整合。」

「我們獨特的技術被期待來降低石墨烯生產的成本,並提升在新應用的採用。」

研究小組稱這項新技術為’GraphAir’科技。它涉及到在管爐中加熱大豆油大約30分鐘,造成它分解成碳結構單元。

然後碳在由鎳製成的薄箔上快速冷卻,擴散成僅僅1奈米厚(比人類頭髮薄8萬倍)的薄石墨烯矩形。

比起其他方法,這項技術不只是更便宜和更容易,它還更快,在真空中製造石墨烯只需要幾個小時。

Zhao告訴澳洲廣播公司(Australian Broadcasting Corporation,ABC),這項技術可以降低10倍製造石墨烯的成本。

不只是這樣,它還為回收廢棄食用油提供更可以持續發展的選擇。

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研究小組的一位成員Dong Han Seo說:「我們現在可以回收要被丟棄的廢棄油,並將它們轉換成為有用的東西。」

現在的問題是,這項新技術是否可以被擴大。找到一種更便宜的方式做出石墨烯是很棒的,但目前生產的石墨烯膜只有5公分(1.9英吋)乘2公分(0.8英吋)大小。

研究小組表示,使用這項技術,他們現在可以做出最大的膜大約是信用卡的大小。

為了真正做到適合商業使用的石墨烯,研究人員將需要生產比信用卡還要大很多的膜。

大衛‧奧菲瑟(David Officer),沒有參與這項研究的澳洲|臥龍崗大學(University of Wollongong)石墨烯專家,告訴澳洲廣播公司:「它的潛力是非常巨大的。」

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「但問題將會是,你是否能夠在經濟上達到一個像這樣的方法,把它們密封在爐管內,來製造和處理公尺大小的膜。」

研究小組現在正在尋找商業夥伴來追求這項目標。

但他們不是唯一的研究人員在這方面做努力。上星期,來自堪薩斯州州立大學(Kansas State University)的一個團隊申請了一項簡單技術的專利,只使用碳氫化合物氣體、氧氣和火星塞來製作石墨烯,不需要真空。

時間將會證明他們是否能夠使用它來一次有效地製造出大型的石墨烯膜。但很高興地知道,世界各地的研究人員正在努力尋找一種方法,將這種不可思議的材料帶出實驗室,並且進入我們的生活中。

這項研究已經刊登在自然通訊期刊(Nature Communicatons)

來源:ScienceAlert