اندی کوربلی -17 جولای 2023-دکتر جیمز تور و تیمش گرافن فلش را می سازند – اعتبار دانشگاه رایس
تصور کنید اگر می‌توانید ماده‌ای را با قیمت هر تن 100 دلار به ماده‌ای با قیمت هزاران دلار در هر پوند تبدیل کنید چه خواهد شد .
در دانشگاه رایس، گروهی از دانشمندان شروع به تبدیل زغال سنگ، یک منبع انرژی کم ارزش، به گرافن کردند، ماده ای خام با ده ها کاربرد در الکترونیک. سپس، دانشمندان متوجه شدند که می‌توانند از هر منبع کربنی استفاده کنند، که برای آزمایش‌هایشان سوسک‌های مرده، تفاله‌های قهوه و سایر موارد استفاده نمودند.
گرافن از ماده معدنی به نام گرافیت، آلوتیپ کربن و یکی از دو شکل کربن طبیعی به دست می آید. دارای خواص فلز مانند است و برای استفاده به عنوان رسانا در هوا فضا، پزشکی و الکترونیک ارزشمند است.
پیش‌بینی می‌شود تقاضای جهانی برای این ماده به بیش از یک میلیارد دلار با میانگین قیمت 67000 دلار در هر تن برسد.
دانشمندان با استفاده از تکنیکی به نام “گرافن فلش” که ایجاد کردند، توانستند تکه های گرافن با ارزشی را از انواع مواد خام با اتصال آنها به یک جفت خازن و الکترود که یک شوک 3000 درجه کلوین ایجاد می کند، ایجاد کنند.
به گفته دکتر جیمز تور، استاد مواد و فناوری نانو در دانشگاه رایس، این جریان با انرژی کافی برای شکستن هر پیوند کربن-کربن موجود در ماده، قبل از سازماندهی مجدد خود به عنوان گرافن، از زباله یا زغال سنگ عبور می‌کند.
تور گفت: «می‌توانید چند ثانیه بعد انگشت خود را درست روی ظرف بگذارید. و به خاطر داشته باشید که این تقریباً سه برابر گرم‌تر از کوره‌های رسوب بخار شیمیایی است که قبلاً برای ساختن گرافن استفاده می‌کردیم، اما در فرآیند فلاش گرما در مواد کربن متمرکز می‌شود و در راکتور اطراف هیچ‌کدام از آنها متمرکز نمی‌شود.»
تور می‌گوید که این مزیت‌های منحصربه‌فردی دارد و به تیم اجازه می‌دهد تا گرافن فلش را به صورت عمده بسازد.
او گفت: «تمام انرژی اضافی به صورت نور، در یک فلاش بسیار روشن خارج می‌شود، و چون هیچ حلالی وجود ندارد، این یک فرآیند فوق‌العاده تمیز است.
استخراج گرافیت با تمام نارضایتی‌های زیست‌محیطی هر نوع استخراج دیگری همراه است، و تیم دو راه را شناسایی می‌کند که در آن گرافن فلش، همراه با ارزان‌تر کردن انواع محصولات، واقعاً می‌تواند ردپای زیست محیطی تولید را بهبود بخشد.
اولین مورد در مقاله تور و همکاران نشان داده شده است. در Nature در مورد کار آنها منتشر شد – که افزودن تنها 0.1٪ گرافن به بتن می تواند ردپای زیست محیطی آن را تا یک سوم کاهش دهد.
تور به مطبوعات دانشگاه خود گفت: «در اصل، ما گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن و متان را که زباله‌های مواد غذایی در محل‌های دفن زباله منتشر می‌کنند، استفاده می کنیم. ما آن کربن ها را به گرافن تبدیل می کنیم و گرافن را به بتن اضافه می کنیم، در نتیجه میزان دی اکسید کربن تولید شده در ساخت بتن را کاهش می دهیم. این یک سناریوی زیست محیطی برد-برد با استفاده از گرافن است.”
دوم، همانطور که او در ویدیوی زیر توضیح می‌دهد، معادن زغال‌سنگ موجود و شرکت‌هایی که زغال‌سنگ استخراج می‌کنند می‌توانند محصول خود را به‌جای نیروگاه‌های زغال‌سنگی به تولیدکننده گرافن فلاش بفروشند. این امر هرگونه انتشار CO2 را که معمولاً از سوزاندن آن زغال سنگ ناشی می شود حذف می کند و احتمالاً هزاران شغل مرتبط با زغال سنگ را نجات می دهد.
