Grafen Elde Etmek İçin Yeni Yöntem “Basınçlı Yıkama”

Grafen Elde Etmek İçin Yeni Yöntem “Basınçlı Yıkama”. Endüstriyel olarak faydalı olabilecek grafen gibi birkaç ve tek katmanlı malzemelerin fiyat ve tekrarlanabilirlik bakımından ölçeklenebilir olması gerekir.

Francesco Bonaccorso ve İtalyan Institute of Technology’den bilim insanları, yüksek basınçlı ıslak-jet-frezeleme işlemi ile grafit gibi malzemelerin katmanlarını dizayn etmeyi başardılar. Bir hidrolik mekanizma ve piston, çözücü içinde dağıtılmış dökme malzemenin bir karışımını beş farklı diskten geçirebilmek için 250 MPa’ya kadar basınç üretmektedir. Diskler birbiriyle bağlantılıdır ve çarpışan jet akışları küçük ayarlanabilir delikler (0,3–0,1 mm çapında) oluşturur. Benzer çalışmalar, ilaçları veya boyaları toz haline getirmek için endüstride zaten kullanılmaktadır.

Buradaki en büyük avantaj, diğer yöntemlerle yapmak için saatler alacak yüksek kaliteli 2D kristaller üretmenin, sadece birkaç dakika sürmesidir. Bu yöntem ile 1 g malzeme elde etmek 3 dakikadan daha kısa sürer. Ortaya çıkan 2D kristallerin dispersiyonlarının, inkjet baskı için ve bir saflaştırma adımına ihtiyaç duymadan pil anotlarında kullanılabilir olduğu belirtilmektedir.

Kaynak : chemistryworld

Grafen, Suyun Buharlaşmasının Kontrol Edilebilmesi İçin Anahtar Olabilir

Grafen, Suyun Buharlaşmasının Kontrol Edilebilmesi İçin Anahtar Olabilir. Çinli araştırma ekibi grafen kaplı çeşitli yüzeylerle su moleküllerinin etkileşimlerini inceledi. Çin Bilimler Akademisi’nden Dr. Yongfeng Huang, “Su damlasının buharlaşması her yerde gerçekleşen karmaşık bir olgudur, doğa ve endüstride önemli bir rol oynar. Atomik ölçekte mekanizmasını anlamak ve rasyonel olarak buharlaşma oranını kontrol etmek ısı transferi ve vücut ısısı kontrolü dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için önemlidir” diyor.

Ekibin deneyleri, bir grafen kaplamanın, hidrofilik yüzeyler üzerindeki buharlaşma oranını baskılayarak ve hidrofobik olanlarda buharlaşmayı hızlandırarak su buharlaşmasını kontrol ettiğini gösterdi.

Huang şöyle dedi: “Daha önemlisi, grafenin buharlaşma esnasında şeffaf olduğunu gördük. Hidrofilik bir yüzey grafenle kaplandığında, su damlacığının temas hattı ıslatma açılarındaki değişmeler nedeniyle önemli derecede kısalır veya uzar. Bu durum, buharlaşma oranında değişikliklere yol açar.

Araştırmacılar grafen aracılı buharlaşmadaki ‘şeffaflığı’ anlamak ve atomik ölçekte temel yapısını ortaya çıkarmak istediler. Bunu yapmak için, grafen kaplaması olan ve olmayan yüzeylerde, su damlacıklarının buharlaşması üzerinde moleküler dinamik simülasyonları gerçekleştirdiler.

İlk kez, substratın neden olduğu buharlaşma olayları için atomik mekanizmayı tanımladılar. Su molekülünün, buharlaşmadan önce temas hattında bir öncü durum oluşturduğunu buldular.

Huang şöyle açıkladı: “Daha sonraki analizler, buharlaşma geçiş durumlarındaki su yoğunluğunun temas hattında en büyük olduğunu, daha sonra substrattan uzaklaştıkça üssel olarak azaldığını gösterdi. Temas hattındaki tek su desorpsiyonu damlacık buharlaştırma işlemine hükmeder. Tek bir su molekülünün bağlanma enerjisini değiştirmez, her bir temas hattının buharlaşması üzerinde ihmal edilebilir etkileri vardır” diyor.

İngiltere, Warwick Üniversitesi’nden Profesör James Sprittles ekibin çalımasını değerlendirdi,” Moleküler dinamik simülasyonları ile desteklenmiş deneyler kullanarak , Dr. Huang ve arkadaşlarının, teknolojik olarak grafen kaplı substratlar üzerinde su damlacıklarının buharlaşmasını yöneten moleküler mekanizmalara yeni bakış açısı sağlamıştır” diyor.

Kaynak : phys

Bitkiler, Son Derece Güçlü ve Esnek Grafen Aerojellerin Geliştirilmesine İlham Oldu

Bitkiler, Son Derece Güçlü ve Esnek Grafen Aerojellerin Geliştirilmesine İlham Oldu. Grafen aerogelleri, katalizörler, elektrotlar ve esnek elektronikler olarak kullanım için cazip malzemelerdir. Ancak bugüne kadar onları güçlü ve elastik hale getirmek zordu. Araştırmacılar, şimdi, su bitkilerinin yüksek derecede gözenekli yapısını taklit eden gerilebilir bir grafen aerojel yaparak bu engeli aştılar (ACS Nano 2017, DOI: 10.1021 / acsnano.7b01815).

Yeni ve iletken aerojeller, ağırlığının 6.000 katından fazla ağırlıkla yarıya kadar sıkıştırıldıktan sonra orijinal haline geri dönebildi. Aerojel 1000 kereden fazla sıkıldıktan sonra bile orijinal gücünün % 85’ini korur.

Buna karşılık, araştırmacılar tarafından yapılan ve test edilen rasgele gözenek yapılarına sahip aerojeller sadece 10 sıkıştırma devresinden sonra gücünün yarısından fazlasını kaybetti. Düşük yoğunluk, mukavemet, süper elastikiyet ve iletkenlik kombinasyonu, malzemenin büyük hacim değişikliklerine uğradığı uygulamalar için kritiktir, örneğin kimyasalları ıslatan bir emici veya iyonu alıp bırakan bir elektrot gibi kullanılması.

Grafen aerojeli, ağırlığının 6.000 katından fazla sıkıştırıldıktan sonra eski haline geri döndü.

Bilim adamları, genellikle suda asılı duran grafen oksit pullarını kimyasal olarak indirgeyerek ve onları dondurup kurutarak grafen aerogelleri yapmışlardır. Daha yakın zamanlarda, bilim adamları gözenekli, sıkışabilir grafen aerogelleri yapmak için grafen mürekkepleri ile 3 boyutlu baskı yöntemi kullandı.

Zhejiang Üniversitesinden Hao Bai, “Fakat bu yöntemler genellikle rasgele gözenek yapılarına sahip aerojeller ile sonuçlanır ve özelliklerini tehlikeye atar. Örneğin güçlü olabilirler, ancak elastik değildirler veya mekanik özelliklerin pahasına iyi bir elektrik iletkenliğine sahiptirler. Mukavemeti, elastikiyeti ve iletkenliği birleştirmek için özenle tasarlanmış düzenli yapılar gerekir” diyor.

Bai ve arkadaşları, bitkinin vahşi rüzgara dayanıklı güçlü ve esnek olan gözenekli, ince gövdeli Thalia dealbata‘dan ilham aldı.

Gövdeleri, birbirlerine yay gibi hareket eden 1 mm uzunluğundaki köprülerle birbirine bağlanmış, 100 ila 200 μm çaplı yapısal tüp tabakalarından oluşur. Ekip, bitkinin özelliklerinin benzer bir yapıya sahip bir aerojelde kopyalanabileceğini düşünüyordu.

Araştırmacılar, Bai’nin Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuarı‘nda 2015’te geliştirmesine yardımcı oldukları yapısal gözenekli materyallerin oluşturulması için özel bir donma tekniği kullanarak 10 mm’lik bir grafen aerojel küpü hazırladılar. Yöntem, buzu bir şablon olarak kullanarak, grafen oksit süspansiyonunu kontrollü bir şekilde dondurarak, iki yönlü paralel grafen oksit tabakaları oluşturur bunlar, T. dealbata’daki gibi köprüler ile birleştirilen plakaları oluştururlar. Donma-kuruma ve numunenin ısıtılması, materyali grafen haline dönüştürerek aerojel üretir.

Malzemelerin algılayıcılar ve elektronikte kullanılma potansiyelini değerlendirmek için ekip iletkenliğini ve sıkıştırmayla nasıl değiştiğini test etti. Aerojeli bir devredeki bir ışık yayan diyota bağladıklarında, aerojelin sıkışmasının iletkenliği arttıklarını, LED’in daha parlak parladığı gördüler. Bai, “Aerojenin iletkenliği, düşük yoğunluğu göz önüne alındığında yüksektir” dedi. “Yoğunluk arttıkça, aerojel daha iletken olmalı.”

Washington Üniversitesi’nden Peter Pauzauskie, yeni bir aerojel mikroyapı üretmek için, düşük maliyetli ve ölçeklenebilir bir donma işleminin oldukça akıllıca olduğunu söyledi. “Bu tür ayrıntılı grafen mikroyapı elde etmek için, 3 boyutlu baskı da dahil olmak üzere diğer yöntemleri kullanmak çok pahalı ve ulaşılması zordur” diyor.

Bai ve meslektaşları, tekniklerini kullanarak selüloz ve polimer-silika kompozitler gibi diğer malzemelerden aerojel yapmayı denemek istiyorlar. Bai, iyi tasarlanmış biyomimetik yapılarla bu malzemelerin filtrasyon, algılama ve sıvı adsorpsiyonu gibi birçok kullanım alanı bulabileceğini belirtti.

Kaynak : ACS

Grafen’i Karakterize Eden Yeni Yöntem Geliştirildi

Grafen’i Karakterize Eden Yeni Yöntem Geliştirildi. Bilim adamları, grafenin özelliklerini karakterize eden, bozucu elektrik kontakları uygulamayan, hem grafenin hem de diğer iki boyutlu malzemelerin direncini ve kuantum kapasitesini araştırmalarına olanak tanıyan yeni bir yöntem geliştirdi. İsviçre Nanobilim Enstitüsünden ve Basel Fizik Bölümü’nden araştırmacılar, bulgularını Physical Review ‘de yayınladılar.

Grafen, tek bir karbon atomu tabakasından oluşur.  Elmastan daha sert ve çelikten daha güçlüdür, ancak esnek ve bakırdan çok daha iyi bir elektrik iletkenidir. Grafen ilk olarak 2004 yılında izole edildiğinden beri, dünyadaki bilim adamları özelliklerini ve ultra ince materyal için olası uygulamaları araştırıyorlar. Benzer şekilde umut vadeden uygulama alanlarına sahip diğer iki boyutlu malzemeler de mevcuttur; Bununla birlikte, elektronik yapıları üzerinde çok az araştırma yapılmıştır.

Elektrik kontaklarına gerek yok

Elektrik kontakları genellikle grafenin ve diğer iki boyutlu malzemelerin elektronik özelliklerini karakterize etmek için kullanılır. Bununla birlikte, bunlar malzemelerin özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir. İsviçre Nanobilim Enstitüsünden Profesör Christian Schönenberger’in ekibi ve Basel’in Fizik Bölümü’nden ekibi şimdi bu özellikleri temas kurmadan araştırmak için yeni bir yöntem geliştirdi.

Bunu yapmak için, bilim adamları grafen içine izolatör bor nitrür gömülmüş, bunu bir süper iletken üzerine yerleştirmiş ve bir mikrodalga rezonatör ile birleştirilmiştir. Grafenin hem elektriksel direnci hem de kuantum kapasitansı, rezonatörün kalite faktörünü ve rezonans frekansını etkiler. Bu sinyaller çok zayıf olmakla birlikte, süper-iletken rezonatörler kullanılarak yakalanabilirler.

Bilim adamları, rezonatörlerin mikrodalga özelliklerini kapsüllü grafen ile birlikte veya bulunmadan karşılaştırarak, elektrik direncini ve kuantum kapasitansını belirleyebilirler. Schönenberger’in grubundaki doktora öğrencisi Simon Zihlmann, “Bu parametreler, grafenin tam özelliklerinin belirlenmesinde ve sınırlayıcı faktörlerin belirlenmesinde önemlidir” diyor.

Diğer iki boyutlu materyaller için de uygundur

Bor nitrit ile kapsüllenmiş grafen, yöntemin geliştirilmesi sırasında bir prototip malzeme olarak kullanılır. Diğer materyallere entegre edilmiş grafen de aynı şekilde incelenebilir. Buna ek olarak, diğer iki boyutlu malzemeler de elektrik kontakları kullanılmadan karakterize edilebilir; Örneğin, güneş pillerinde ve optik uygulamalarda bulunan yarı iletken molibden disülfidlerdir.

Kaynak : phys

Türkiye’nin İlk Grafen Katkılı Müzik Aleti Üretildi

Türkiye’nin İlk Grafen Katkılı Müzik Aleti Üretildi. Sabancı Üniversitesi üniversite-sanayi işbirliğinde bir ilke daha imza attı. Sabancı Üniversitesi bünyesinde kurulan NANOGRAFEN şirketi Türkiye’nin grafen katkılı ilk müzik aletini üretti. Grafenin müzik sektöründe kullanılmasının birçok yeniliği de beraberinde getirmesi bekleniyor.

Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi araştırmacısı Yard. Doç. Dr. Burcu Saner Okan, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Dekanı Prof. Dr. Yusuf Menceloğlu ile Inovent A.Ş. ortaklığında kurulan NANOGRAFEN şirketi, grafen katkılı müzik aleti üretimi ile bir ilke imza attı. Müzik aletinin üretim aşamasında, Sabancı Üniversitesi-Kordsa Kompozit Teknolojileri Mükemmeliyet Merkezi’nden Dr. Jamal Seyyed Monfared Zanjani’de destek verdi.

Ahşap klarnet üretiminde önde gelen isimlerden olan Aydan Akıneri’nin kurduğu Akıneri Müzik Aletleri Şirketi (www.akineri.com) ile Nanografen birlikte yürüttüğü çalışmada grafen, klarnetin kaplama işleminde kullanılan epoksi içerisine çok düşük bir oranda dağıtılarak klarneti hafifleterek daha sağlam bir ürün haline getirdi. Grafen kullanımı klarnete ayrıca, parlaklık ve çizilmezlik gibi özellikler de kazandırdı. Grafenin yüksek yüzey alanı sayesinde seslerin iletiminin kolaylaşması sonucunda, epoksi sistemlerle üretilen müzik aletlerine göre daha iyi sesler çıkarması sağlandı. Bununla beraber grafen sayesinde müzik aletlerin kullanım ömürleri de uzatıldı.

SUNUM Araştırmacısı Burcu Saner Okan, Nanografen şirketi olarak yaptıkları çalışmalarda iki farklı ürün geliştirdiklerini dile getirdi.

İlk ürünün yüksek kalitede grafen malzemesi olup savunma sanayi ile müzik aletlerinde kullanabildiğini belirten Burcu Saner Okan, Aydan Akıneri ile ürettikleri grafen katkılı klarnet ile seri üretimin önünün açıldığını söyledi. Nanografen olarak geliştirdikleri bu ürünün ticarileşmesinde de önemli bir gelişme sağlandığını sözlerine ekledi. Burcu Saner Okan, Nanografen’in diğer çalışmaları ile ilgili olarak “İkinci ürün ise katma değeri yüksek atık lastik pirolizinden elde edilen karbonunun grafene dönüşmüş olanıdır. Bu ürün karbon siyahı ve aktif karbon gibi malzemelere rakiptir. Bu ürünün de otomotiv plastiklerinde kullanılmasına yönelik nihai ürün çalışmalarımız sürüyor.”dedi.

Grafenin elektron mikroskopu görüntüsü

Akıneri Müzik Aletleri Şirketi’nin kurucusu Aydan Akıneri ise Nanografen şirketi ile gerçekleştirdikleri proje ile ilgili şunları söyledi: “Akıneri Müzik Aletleri olarak Nanografen katkılı, karbon fiber gövdeli ve titanyum perdeli, hafif ve uzun ömürlü yeni tip klarnet ve yan flütün tasarımı, imalatı ve standartlaştırılmasını amaçladık. Klarnet ve yan flüt üretiminde, ağaç gövde ve nikel-krom, prinç tuş takımı kullanılıyor. Yaklaşık yarım asırlık deneyimlerimiz neticesinde müzisyenlerin yıllardır yakındıkları şikayetleri doğrultusunda korozyona ve darbelere dayanıklı, insan sağlığına zararı azaltılmış, uzun ömürlü ve bakım periyodlarını uzatan, grafen katkılı karbon fiber gövdeli, titanyum tuş takımına sahip yeni tip klarneti imal ettik. Bu ar-ge çalışmasının neticesinde ortaya çıkan ürün dünya standartlarının üzerinde, üstün ses kalitesine sahip, iç cidarı akustiğe tamamen uygun pürüzsüzlükte, darbelere karşı %80 daha dayanıklı ve %40 daha hafiftir. Bu neticede kullanım ömrü mevcut ürünlere göre daha uzun olacak klarnet yüksek katma değere sahip ulusal bir kazanımdır. ”

Grafen katkısıyla üretilen klarnet, yerli ürün olarak hem Türkiye hem de yurt dışında büyük önem taşıyor. Sınırlı sayıda bulunan grafen ürünlerinin müzik sektöründe kullanılması, grafen uygulamaları alanında önemli bir yeniliği de beraberinde getirecek.

Kaynak : http://gazetesu.sabanciuniv.edu

Bilim İnsanları Soya Fasulyesi İle Yüksek Kalitede Grafen Elde Ettiler

Bilim İnsanları Soya Fasulyesi İle Yüksek Kalitede Grafen Elde Ettiler. CSIRO ( Commonwealth Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Organizasyonu, Avustralya’da bilimsel araştırmalar için kurulmuş hükümet kuruluşudur ) bilim insanları tarafından yapılan bir araştırmada, soya fasulyesi dünyanın en güçlü materyalini daha ticari olarak üretebilecek hale getirildi.

Grafen, bir atom kalınlığında bir karbon malzemesidir. İnce kompozisyonu ve yüksek iletkenliği minyatür elektroniklerden biyomedikal cihazlara kadar uzanan uygulamalarda kullanılmasını sağlar. Şimdiye kadar, grafen üretiminin yüksek maliyeti, ticarileşmesindeki başlıca engel olmuştur.

CSIRO bilim insanları Grefen elde etmek için yeni bir “GraphAir” teknolojisi geliştirdiler.

Nature Communications gazetesinde yayınlanan makalenin yazarı CSIRO bilim adamı Dr Zhao Jun Han, “Grafen üretimi için çevre havası süreci hızlı, basit, güvenli, potansiyel olarak ölçeklenebilir ve entegrasyon dostu” .

“Teknolojimizinden, grafen üretiminin maliyetini düşürmesi ve yeni uygulamalardaki alanlarının iyileştirilmesi bekleniyor.”

GraphAir yenilenebilir, doğal bir materyal olan soya yağını tek bir adımda grafen filmlerine dönüştürür. CSIRO bilim adamı Dr Dong Han Seo, “GraphAir teknolojimiz iyi ve dönüştürülebilir grafen özellikleri ile geleneksel yöntemlerle elde edilen grafene benzer” dedi.

Isı ile, soya yağı, grafenin sentezi için gerekli olan bir dizi karbon yapı birimine dönüşür. Ekip ayrıca, barbekülerden veya yemeklerden arta kalanlar gibi yenilenebilir ve atık yağların diğer türlerini grafen filmlerine dönüştürdü.

Dr Seo, “Artık atık yağları geri dönüştürebilir ve onları yararlı bir işe dönüştürebiliriz” dedi.
Grafen’in potansiyel uygulamaları su filtrasyonu ve saflaştırma, yenilenebilir enerji, sensörler, kişiye özel sağlık ve tıbbı alanlardır. Grafen, mükemmel elektronik, mekanik, termal ve optik özelliklere sahiptir.

CSIRO, grafen için yeni kullanım alanları bulmak için endüstri ile ortaklık kurmak istiyor. Sidney ve Queensland Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacılar da bu çalışmaya katkıda bulundu.

Kaynak : phys

Bilim Adamları, Grafen Üretiminde Atılım Yapmaya Hazırlanıyor

Bilim Adamları, Grafen Üretiminde Atılım Yapmaya Hazırlanıyor. Almanya’daki kimyagerler, ilk kez grafitten hatasız grafen oluşturdu.
Tek bir karbon atomu tabakasından oluşan grafen, ortaya çıkan teknolojilerin geniş bir yelpazesinde kullanılma potansiyeline sahiptir. Grafen’in yarıiletken endüstrisindeki kullanımı, sentez sırasında halihazırda yaratılan kusurların büyüklüğü, alanı ve sayısından negatif şekilde etkilenir.

Erlangen-Nürnberg Üniversitesi‘nden Profesör Andreas Hirsch, “Bu keşif, indirgeyici grafen sentezi konusunda uluslararası alanda uzman kişiler için geçerli bir gelişmedir. bundan sonra bu bulguyu temel alarak, ıslak kimyasal eksfoliyasyon kullanılarak üretilen bu tür grafenlerin uygulamaları açısından büyük gelişmeler bekleyebiliriz. Yarıiletken veya sensör teknolojisinin geleceği için bu çok önemlidir” diyor.

Ekip, üretim sırasında benzonitril kullanmanın, grafitten arındırılmış grafene izin verdiğini keşfetti. Bu düşük maliyetli ve verimli işlem, aynı zamanda, ortaklanmamış elektronların sentez sırasında kontrol edilmesini sağlar, bu da belirli elektronik özelliklerin ayarlanabileceği anlamına gelir.

Grafen genelde grafitin kimyasal olarak pul pul dökülmesi ile üretilir, (metal iyonlarının grafit içine gömüldüğü bir süreç ), böylece bir ara bileşik oluşturur. Daha sonra stabilize edilmiş grafen çözücüden ayrılır ve yeniden oksitlenir. Bu işlem sırasında, karbon atomlarının hidrasyonu ve oksidasyonu ile kusurlar oluşabilir, benzonitril ilavesi bunu engeller.

Reaksiyon sırasında oluşan indirgenmiş benzonitril molekülü, oksijen veya su ile temas etmezse kırmızıya dönüşür. Bu, emilim ölçümleri kullanılarak yük taşıyıcılarının sayısının belirlenmesini sağlar, genellikle bu voltajın ölçülmesi ile elde edilir.

Araştırma Nature Communications‘da yayınlandı.

Kaynak : labnews