食用油變廢為寶？

目前，研究人員找到了一種可將廉價(jià)食用油轉(zhuǎn)換為人見人愛的石墨烯材料的方法——這項(xiàng)新技術(shù)可以大大降低生產(chǎn)納米材料的成本。

石墨烯是一種性質(zhì)超凡的單層碳原子——硬度超過鋼200倍，比鉆石更加堅(jiān)硬并且延展性超強(qiáng)。在特定情況下可成為零電阻的通電超導(dǎo)體。這預(yù)示著，在未來，石墨烯材料可以用來制作性能優(yōu)越的電子產(chǎn)品或太陽能電池，甚至可以投入醫(yī)藥行業(yè)。去年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯材料可以使手機(jī)續(xù)航能力提高25%，它還能夠從稀薄空氣中過濾出所需燃料。

石墨烯昂貴的生產(chǎn)成本限制了其廣泛應(yīng)用。通常要通過極高溫情況的真空條件下，凈化混合原材料，才能制成石墨烯。除非我們可以找到一種生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模生產(chǎn)方式，否則這搶手材料只能被限制于實(shí)驗(yàn)室中。

但是澳大利亞的科學(xué)家們成功在正常氣壓條件下用廉價(jià)的大豆食用油生產(chǎn)出來了石墨烯。ZhaoJunHan是澳大利亞最大的國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)——聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)聯(lián)邦組織的一名研究人員。他說，他們合成石墨烯過程所需的氣壓條件可以快速、簡(jiǎn)單、安全地達(dá)成，具有潛在可擴(kuò)展性，可以比較容易地合成。”

“我們獨(dú)特的技術(shù)將有望降低石墨烯生產(chǎn)成本并提高改善其在新應(yīng)用領(lǐng)域上的投入量。”

他們將此項(xiàng)新科技命名為“GraphAir”技術(shù)，其中包括將大豆油置于管式爐中加熱30 min使其分解為碳結(jié)構(gòu)單元。接著分解產(chǎn)生的碳迅速在鎳薄片上冷卻、擴(kuò)散成為只有1 nm厚的薄長(zhǎng)方形石墨烯。

與其他生產(chǎn)方法相比，這種科技不僅成本低、操作簡(jiǎn)單，也更加節(jié)省時(shí)間——在真空中生產(chǎn)石墨烯往往會(huì)消耗數(shù)個(gè)小時(shí)。Zhao同時(shí)向澳大利亞廣播公司介紹道，這項(xiàng)技術(shù)可以將生產(chǎn)成本降低到原先的10倍以下。

但它的優(yōu)勢(shì)并不局限于此。與此同時(shí)它也為可持續(xù)回收利用廢棄食用油提供了選擇。“我們現(xiàn)在能將原本直接丟棄的食用油進(jìn)行回收利用，變廢為寶。”DongHanSeo說，他也是科研團(tuán)隊(duì)的另一名成員。

現(xiàn)在遇到的問題在于這項(xiàng)新科技是否可以進(jìn)行改進(jìn)——新科技固然可以降低石墨烯的生產(chǎn)成本，但生產(chǎn)出來的石墨烯薄片只有5 cm×2 cm大小。

科研團(tuán)隊(duì)稱，目前他們利用此項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)出的最大的石墨烯薄片約為一張信用卡大小。為更加方便于商業(yè)用途，科研團(tuán)隊(duì)需要生產(chǎn)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信用卡的石墨烯薄片。

“石墨烯的未來十分廣闊。”David Officer如此告訴澳大利亞廣播公司。他是澳大利亞伍倫貢大學(xué)的石墨烯專家，但并不參與在此項(xiàng)研究之中。

“但是問題在于是否能夠不斷擴(kuò)展此方法的生產(chǎn)規(guī)模以運(yùn)用于商業(yè)——他們可以在管式爐中加熱分解產(chǎn)生以米為計(jì)量單位的大型石墨烯薄片嗎？”

科研團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在尋找商業(yè)合作伙伴來共同實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。

但進(jìn)行此項(xiàng)科研的還有其他團(tuán)隊(duì)——上周來自堪薩斯州立大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成功申請(qǐng)了一項(xiàng)簡(jiǎn)單科技成果專利，只需碳?xì)浠衔餁怏w、氧氣和一個(gè)火花塞就可產(chǎn)生石墨烯：根本不需要真空條件。

時(shí)間會(huì)為他們是否有能力一次性生產(chǎn)大型石墨烯薄片做出解答，但得知全世界的研究人員們都在為之努力，努力將這一稀缺材料帶出實(shí)驗(yàn)室，真正運(yùn)用于我們的生活中的消息，還是讓我們無不振奮期待。

此項(xiàng)研究成果已刊登在Nature Communications上。