پژوهشگران ژاپنی موفق شدند روشی برای تولید انبوه گرافن از سبوس برنج ارائه کنند که در آن کیفیت گرافن تولید شده بسیار بالاست و می‌توان از آن در حوزه‌ی ذخیره‌سازی انرژی یا تولید فیلتر استفاده کرد.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، معمولاً از چهار روش سنتز رایج برای تولید گرافن استفاده می‌شود: روش لایه‌نشانی شیمیایی از فاز بخار (CVD)، رشد اپیتاکسیالی روی کاربید سیلیکون، لایه‌ برداری سیالی از بلور گرافیت و احیای شیمیایی اکسید گرافن.

با این فرآیندها می‌توان گرافن با ابعاد بزرگ و کیفیت مناسب تولید کرد. با این حال همه‌ی این‌ روش‌ها، مشکلات و چالش‌هایی نیز دارند. روش CVD روشی پیچیده است و نیاز به دمای بالا و زیرلایه‌های گران قیمت دارد. رشد اپیتاکسیالی باید روی کاربید سیلیکون صورت گیرد که ماده‌ای گران قیمت است و نیاز به دمای 1500 درجه‌ای دارد. لایه‌ برداری شیمیایی از اکسید گرافن نیز نیازمند استفاده از مواد شیمیایی سمی و فرآیندی پیچیده‌ است.

پژوهشگران ژاپنی دانشگاه شینشو به تازگی مقاله‌ای با عنوان "Rice Husk-Derived Graphene with Nano-Sized Domains and Clean Edges" در نشریه Small به چاپ رسانده‌اند که در آن روشی برای تولید انبوه گرافن ارائه شده‌ است. در این روش از سبوس برنج برای تولید گرافن استفاده می‌شود.

سبوس برنج به دلیل فراوانی، بسیار مورد توجه محققان بوده است، به طوری که تلاش‌های زیادی برای تبدیل این ماده به ماده‌ای با ارزش افزوده بالاتر صورت گرفته است.

هیرویکی موراماتسو از محققان این پروژه می‌گوید: ما در این پژوهش نشان دادیم که می‌توان بلورهای گرافن را با حجم انبوه تولید کرد. این روش سریع، ارزان و قابل اعتماد است که در آن از هیدروکسید پتاسیم استفاده می‌شود؛ ماده‌ای شیمیایی که بعنوان دور ریز کشاورزی در مزارع برنج یافت می‌شود.

البته تولید ترکیبات کربنی از خاکستر سبوس برنج قدمت طولاتی دارد، اما این اولین باری است که از این ماده، ساختار گرافنی به‌ دست می‌آید.

موراماتسو می‌افزاید: ما برای اولین بار موفق شدیم گرافنی با ساختار بلوری کامل که لبه‌های آن کاملاً صاف است، تولید کنیم. این کار در دمای 850 درجه سانتیگراد انجام می‌شود.

محصول تولید شده تک لایه و چند لایه و دارای لبه‌هایی کاملاً پاکیزه است. یافته‌های این گروه نشان می‌دهد که می‌توان سبوس برنج را به ماده‌ای با ارزش افزوده‌ی بالا تبدیل کرد.

لبه‌های پاکیزه در این محصول موجب می‌شود تا خواص فیزوشیمیایی جدیدی در گرافن ایجاد شود، به طوری که بتوان از آن در حوزه‌ی ذخیره‌سازی انرژی یا ساخت فیلتر استفاده کرد.

انتهای پیام