Potencjalnie rewolucyjna metoda stanowi dzieło naukowców z Dublin City University, którzy pokazali, że do wytworzenia grafenu można wykorzystać między innymi zwykły kuchenny blender, wodę z kranu, starą gazetę oraz grafit pochodzący ze zużytej elektroniki. Badania pokazują nowe podejście do wykorzystania odpadów elektronicznych. Zamiast traktować znajdujący się w urządzeniach grafit wyłącznie jako problem związany z recyklingiem, badacze postanowili przekształcić go w znacznie bardziej wartościowy materiał: grafen.
Czytaj też: Naukowcy zajrzeli do wnętrza kwantowego świata. Zweryfikowali to, o czym debatowali od lat
Grafit znajduje się między innymi w telefonach i laptopach, gdzie stanowi materiał rozpraszający ciepło. Po zakończeniu życia urządzenie trafia jednak zazwyczaj do strumienia elektroodpadów. Tymczasem grafit składa się z wielu warstw atomów węgla ułożonych jedna na drugiej. Pojedyncza warstwa takiego materiału to właśnie grafen.
Problem polega na skutecznym rozdzieleniu tych warstw. Zespół z Dublin City University wykorzystał w tym celu tzw. eksfoliację w fazie ciekłej. Grafit trafił do cieczy, a następnie poddany działaniu energii mechanicznej. W tradycyjnych warunkach taki proces może wymagać specjalistycznych rozpuszczalników, dodatków chemicznych i oczyszczonej wody.
Naukowcy postanowili jednak sprawdzić, czy można znacząco uprościć całą procedurę. Zamiast specjalistycznego sprzętu wykorzystali kuchenny blender, a większe fragmenty materiału oddzielali za pomocą zwykłego sita. Do procesu użyli wody z kranu oraz starej gazety. To właśnie papier okazał się szczególnie interesującym elementem eksperymentu.
Gazeta zawiera dużo celulozy, czyli naturalnego materiału występującego we włóknach roślinnych. Po odpowiednim przygotowaniu i rozdrobnieniu włókna celulozowe pomagają utrzymać oddzielone warstwy grafenu z dala od siebie. Bez takiego stabilizatora cząsteczki mają tendencję do ponownego łączenia się. W przeprowadzonych eksperymentach materiał bez dodatku celulozy szybko opadał na dno. W obecności włókien pochodzących ze starej gazety pozostawał użyteczny przez kilka godzin i można było ponownie wymieszać go prostym potrząśnięciem.
Czytaj też: Krople kwantowe nową formą materii. Powstają dzięki cząstkom z dwóch różnych światów
Co ważne, członkowie zespołu sprawdzili również grafit pozyskany bezpośrednio z wyrzuconego smartfona. Ilość materiału była zbyt mała, aby przeprowadzić na nim pełne badanie, lecz wystarczyła do wykazania, że grafit pochodzący z rzeczywistego elektroodpadu można rozbić na znacznie cieńsze warstwy węgla. To istotne ustalenia w kontekście rosnącej ilości elektroodpadów. W 2022 roku na świecie powstało około 62 mln ton takich odpadów, a zaledwie 22,3 procent zostało udokumentowane jako prawidłowo zebrane i poddane recyklingowi. W procesach odzysku największą uwagę przyciągają metale, podczas gdy inne materiały znajdujące się w urządzeniach często pozostają niedoceniane.
Nie oznacza to oczywiście, że fabryki produkujące grafen zostaną wkrótce zastąpione przez kuchenne blendery. Otrzymany materiał nadal wymaga zaawansowanych metod laboratoryjnych, aby potwierdzić jego właściwości i jakość. Eksperyment pokazuje jednak coś innego: część procesu można przeprowadzić przy użyciu bardzo prostych i tanich narzędzi.
Źródło: The Conversation
