حل مشکل اشتعال پذیری گرافن با استفاده از غشای پلیمری

مرجع پلیمر در بازار ایران: گرافن دارای کاربردهای بسیاری در بخش‌های مختلف نظیر زیست پزشکی، برق، انرژی و محیط زیست می‌باشد. اما افزایش تولید مواد گرافن مشکل ساز و به طور بالقوه خطرناک است، زیرا گرافن اکسید، که حد واسط پرک مانندی در ساخت گرافن از گرافیت است، خطر آتش سوزی دارد. اگر گرافن اکسید یک دفعه با هوا جابه جا شود، بسیار انفجاری است و تولید صنعتی آن مشکل می‌باشد.

پیوند گرافن با غشای پلیمری

پژوهشگران دانشگاه آرکانزاس، با استفاده از یون‌های فلزی با سه بار مثبت یا بیشتر، ورقه‌های گرافن اکسید را به غشای پلیمری شفافي پیوند زدند. این فرم جدید ورق کربن پلیمری، انعطاف پذیر، غیر سمی و از نظر مکانیکی مستحکم است و همچنین غیر قابل اشتعال می‌باشد.

این کار، روشی ساده و آسان برای پیوندزني عرضي گرافن اکسید با کاتیون های Al طی یک مرحله به غشای انعطاف پذیر است. این غشاي معدنی در برابر سوختن در هوا روی شعله باز مقاوم است، درحالی که گرافن اکسید پیوند نخورده تقریبا در 5 ثانیه مي سوزد.

تمام داده‌های توصیف شده نشان می‌دهد که واکنش‌های موضعی حلقه گشای اپوکسی در سطح گرافن اکسید ايجاد اتصال عرضی را آسان می‌کنند. اين موضوع مکانیسم جدیدي را برای پلیمریزاسیون معدنی تعمیم یافته تعريف مي‌کند. با بهبود پایداری حرارتی و آبی، فیلم گرافن اکسید پیوند خورده می‌تواند به پیشرفت سلول‌های سوختی با درجه حرارت بالا، بسته بندی الکترونیکی و غیره به عنوان یکی از پلیمرهای معدنی شناخته شده تا به امروز کمک کند.

از کاربردهای بالقوه استفاده از گرافن اشتعال ناپذير تهيه شده با این روش، پوشش پنجره است تا هزینه گرمایش و سرمایش را كاهش دهد. اگر هر پنجره با گرافن،که بسیار نازک و شفاف و تقریبا بی رنگ است پوشش يابد، می‌تواند گرما و بار الکتریکی را هدایت كرده و انرژی را برای سرمایش و گرمایش ذخیره کند.

با استفاده از این روش انتظار می‌رود که پنجره‌های خودرو و هواپیما در آینده بسیار هوشمندتر از حال حاضر باشد و کاربردهای دید در شب ایجاد شود. از دیگر کاربردهای آن در آینده می‌توان به چاپ ردیف به ردیف، الکترونیک پوشیدنی، نوری، الکترومغناطیسی، دستگاه‌های مبتنی برحسگر و اپتیک الکترونیکی اشاره کرد.

دانلود کامل مقاله:

Multivalent Cation Cross-Linking Suppresses Highly Energetic Graphene Oxide’s Flammability