איך מכינים גרפן?
כדי ליצור גרפן, התחל בעזרת עיפרון עופרת כדי להפקיד שכבת גרפיט על דף נייר, ועבר עליו 2-3 פעמים כדי להפוך אותו לעבה ככל האפשר. לאחר מכן הניחו פיסת סרט דביק בגודל 5,10 ס"מ עם הפנים כלפי מטה על הגרפיט, תוך לחיצה כלפי מטה למטה. מקפלים את פיסת הקלטת לשניים ואז מקלפים אותה בנפרד. חזור על תהליך קיפול וקילוף זה 20 פעמים, והופך את שכבת הגרפיט לדקה ודקה יותר עד שלבסוף נשארת עם גרפן. כדי ללמוד להכין גרפן בעזרת בלנדר ואבקת גרפיט, המשיכו לקרוא!
כדי ללמוד להכין גרפן בעזרת בלנדר ואבקת גרפיט, המשיכו לקרוא!
גרפן הוא חומר הפלא של המאה. בהתחשב בחוזקו היחסי בהשוואה למשקלו, הוא קשה יותר מפלדה ויהלומים וגם המוליך הטוב ביותר של חום וחשמל. וזה רק עבה אטום אחד! אתה יכול להכין גרפן בעצמך בבית, אך שים לב שזה יותר ברמה הניסויית - לא תוכל לייצר כמויות גדולות מספיק כדי לעשות איתן כלום. אם במהלך הניסוי שלך תמצא דרך חסכונית לייצור המוני של הגרפן, תוכל להתעשר ומפורסם!
שיטה 1 מתוך 2: בשיטת סרט דביק
- 1הניחו שכבה עבה של גרפיט על פיסת נייר עם עפרון עופרת. התחל על ידי ציור נקודה קטנה או קו של סנטימטר אחד (0,39 אינץ ') כדי להרגיש את התהליך. עברו על הצורה פעמיים או שלוש כדי לקבל שכבה יפה ועבה.
- לחלופין, אתה יכול לרכוש גרפיט אבקת במחלקה המקומית שלך או בחנות לשיפור הבית במחיר של כ- 7,50 € עבור 6 גרם (170 גרם). השתמש בפינצטה כדי להניח כמות קטנה של האבקה על פיסת הנייר. צביטה תהיה יותר מדי.
- 2חותכים פיסת סרט בגודל 5,10 ס"מ (5,1 ס"מ) ומניחים אותה על הגרפיט. מקם את הסרט מעל הגרפיט כך שהגרפיט יהיה בערך שלושת רבעי הדרך במורד הקלטת. לחץ את הקלטת כלפי מטה על הגרפיט ואז מקלף אותה בעדינות מפיסת הנייר.
אין זה סביר שתצליחו להכין מספיק גרפן איכותי לשימוש כלשהו. - 3מקפלים את פיסת הסרט לשניים ואז מקלפים אותה. תפס את הסרט בקצוות וקפל אותו רק בכדי לכסות את הגרפיט. אם תקפל אותו לגמרי לשניים, יהיה קשה לפתוח אותו ולפרק אותו שוב. כאן אתה מפצל את שכבות הגרפיט ומפריד בין אטומי הפחמן - הדרושים לקבלת גרפן.
- לחלופין, אתה יכול להניח פיסת סרט חדשה על גבי היצירה המקורית ואז לקלף אותה.
- 4חזור על תהליך הקיפול והקילוף כ -20 פעמים. בכל פעם שאתה מקלף את הסרט, שכבות הגרפיט נהיות דקות יותר ויותר. לאחר כ -20 פעמים של קילוף, עליכם בסופו של דבר עם שכבת גרפיט שעוביה אטום אחד בלבד. זה גרפן.
- אם אתה משתמש בפיסות קלטות טריות, במקום לקפל, הניח את פיסת הסרט השלישית על גבי החלק השני; פיסת הקלטת הרביעית על גבי השלישית, וכן הלאה.
- 5השתמש במיקרוסקופ כדי לספר כמה שכבות גרפיט יש לך. הניחו את פיסת הקלטת, הדביקה כלפי מטה, על מגלשת מיקרוסקופ. צפו בשקופית שבין הגדלה פי 100 ל -400. אם השתמשת באותה פיסת סרט מקופלת על עצמה מספר רב של פעמים, תבחין שחלק מהכתמים יהיו כהים יותר וחלקם יהיו בהירים יותר. הנקודות הבהירות הן השכבות הדקות ביותר והנקודה הקלה ביותר היא הגרפן.
- אם השתמשת בפיסות קלטות טריות כדי לקלף שכבות בכל פעם, השתמש בפיסת הסרט האחרונה שלך (בערך היצירה ה -20) כדי להניח מתחת למיקרוסקופ.
אם במהלך הניסוי שלך תמצא דרך חסכונית לייצור המוני של הגרפן, תוכל להתעשר ומפורסם!
שיטה 2 מתוך 2: שימוש בבלנדר למטבח
- 1הכניסו 20-50 גרם אבקת גרפיט לבלנדר למטבח. אם אין לך אבקת גרפיט, אתה יכול להכין כאלה על ידי ריסוס כמה עופרת עיפרון בפייברייזר או במטחנה. השתמשו בבלנדר מטבח חזק ביותר של לפחות 400 וואט כדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר.
- שים לב שאתה כבר לא יכול להשתמש בבלנדר זה להכנת אוכל או שתייה לאחר השימוש בו עם גרפיט.
- 2מוזגים 10-25 מיליליטר (0,34-0,85 fl oz) של סבון כלים נוזלי לתוך הבלנדר. חומר הניקוי משמש כחומר פעילי שטח הפועל לתלות את חלקיקי הגרפן בתערובת. זה גם מונע מהחלקיקים להצטבר יחד. המותג של סבון כלים שבו אתה משתמש לא משנה, עם זאת, הכמות שאתה מוסיף לתערובת כן.
- הכמות המדויקת של סבון כלים הנחוצה תלויה בתכונות של אבקת הגרפיט והאם יש מזהמים אחרים בדגימה. למרבה הצער, לא ניתן לדעת גורמים אלה ללא שימוש בציוד מעבדה מתקדם.
- נסה להוסיף כמויות בטווח של 10-25 מיליליטר (0,34-0,85 fl oz) כדי להתחיל, ואז בצע ניסויים נוספים על ידי הוספת סבון פחות או יותר.
- 3הוסף 0,5 ליטר מים וערבב על גבוהה במשך 10-30 דקות. כאשר הגרפיט משולב, הוא ייצור נוזל שחור שעלול להיות מקציף. בסופו של דבר תתחיל להבחין בפתיתים זעירים שנוצרים על פני הנוזל ובצד הבלנדר.
- ללא ציוד מעבדה, קשה להבחין בין פתיתי גרפן בפועל לבין פתיתים קטנים של גרפיט. באופן כללי, אם חלקיקי הגרפן גדולים מדי (עדיין גרפיט), הם ישקעו בתחתית הבלנדר; אם הם קטנים יותר, הם יצופו למעלה. חלקיקים שתלויים באמצע המים הם חלקיקים, והם בהחלט גרפן.
חזור על תהליך קיפול וקילוף זה 20 פעמים, והופך את שכבת הגרפיט לדקה ודקה יותר עד שלבסוף נשארת עם גרפן. - 4יוצקים את התערובת לצנצנת זכוכית ומניחים לה לשבת במשך 2-3 ימים. במעבדה הם צנטריפוגות את התערובת כדי להפריד בין הגרפן לנוזל. מכיוון שלא סביר שיש לך גישה לצנטריפוגה, פשוט שפך את התערובת הנוזלית לצנצנת זכוכית והניח לה לשבת כמה ימים.
- תקופת מנוחה זו תאפשר להפרדה בין הגרפן לחלקיקי הגרפיט הגדולים יותר.
- עפרון עופרת
- אבקת גרפיט
- סרט הדבקה
- בלנדר למטבח
- נוזל לניקוי כלים
- מכיוון שהכנת גרפן בבית הינה ניסיונית במידה רבה, המידות המדויקות ליצירתו בבלנדר אינן ידועות. המדידות המפורטות כאן מבוססות על קבוצה אחת של ממצאי החוקרים.
- הכנת גרפן בבית היא בעיקר רק הוכחה למושג. אין זה סביר שתצליחו להכין מספיק גרפן איכותי לשימוש כלשהו. אבל זה ניסוי מהנה!
שאלות ותשובות
- מדוע אני לא יכול להשתמש בבלנדר יותר לאחר שאמזג גרפיט?את שאריות הגרפיט העדינות במערבל קשה להסיר לחלוטין. כל מה שעובד לאחר הגרפיט יאסוף את החלקיקים הנותרים. כל פריט מזון עלול לקבל טעם של גרפיט, מכיוון שהחלקיקים הדקים עם מתנהגים כמו מלח.
