Các nhà khoa
học Úc đã sử dụng các chất chiết xuất từ cây bạch đàn để sản xuất graphene một
cách rẻ và an toàn hơn (Ảnh: mingman/Depositphotos)
Một trong những phương tiện hứa
hẹn hơn để sản xuất các tấm graphene trên quy mô có ý nghĩa liên quan đến việc
khử hóa học graphene oxit vốn là than chì được xử lý để
phân tách thành một hoặc vài lớp. Nhưng các chất sử dụng cho phản ứng khử này
thường độc, đặt ra mối đe dọa cho con người và môi trường. Điều đó đã khiến các
nhà khoa học tại Trung tâm vật liệu tân tiến của Đại học RMIT tìm kếm
những chất thay thế phù hợp hơn.
“Thông thường, lá bạch đàn chứa
đầy các tuyến dầu vốn sản sinh các hợp chất hương thơm cho chúng mùi đặc trưng.
Các hợp chất này giúp bảo vệ cây khỏi bị sâu bệnh tấn công. Do đó, chúng tôi
nghĩ đến việc sử dụng các hợp chất thơm này trong chất chiết xuất vỏ cây làm
chất khử để tổng hợp graphene”, nhà nghiên cứu dẫn đầu Suresh Bhargava giải
thích.
Chìa khóa của phương pháp khử hóa
học “xanh” này theo Bhargava là một hỗn hợp 29 hợp chất polyphenolic, bao gồm cả
catechin vốn có nhiều trong sôcôla đen và chè xanh, axit gallic và axit caffeic
có trong rượu vang đỏ. Kết hợp với nhau trong một dung dịch chứa nước, các hợp
chất này hoạt động phối hợp để sản sinh phản ứng hóa học mong muốn, mang lại cho
nhóm một dạng graphene “xanh hơn” vốn có thể sản xuất một cách bền vững, an
toàn và chi phí thấp hơn.
Bhargava cho biết thêm: “Chất
chiết xuất vỏ cây bạch đàn đã được sử dụng để tổng hợp các tấm graphene trước
đây và chúng tôi rất vui mừng khi phát hiện ra rằng nó không chỉ có tác dụng mà
thực tế còn là một phương pháp ưu việt xét cả về độ an toàn lẫn chi phí tổng thể.
Phương pháp của chúng tôi có thể giảm chi phí sản xuất graphene từ khoảng 100
USD/g xuống chỉ còn 50 xu/g, tăng khả năng tiếp cận đối với các ngành công
nghiệp toàn cầu và cho phép phát triển một hệ thống các công nghệ mới tối quan
trọng”.
Nhóm đã thử nghiệm graphene xanh
này làm một siêu tụ và nhận thấy nó hoạt động tốt tương đương graphene được sản
xuất bằng các phương tiện truyền thống. Từ đây, các nhà nghiên cứu sẽ tìm cách
tinh chỉnh kỹ thuật để sản xuất graphene hiệu quả hơn và sau đó sẽ hướng tới
các ứng dụng thương mại.
“Trong phương pháp hóa học xanh
này, chúng tôi sử dụng chất chiết xuất vỏ cây bạch đàn vốn chứa khoảng 29 hợp
chất polyphenolic chịu trách nhiệm cho việc khử có lựa chọn graphene oxit từ 29
hợp chất polyphenolic này. Nếu chúng tôi tìm lấy tính chọn lọc này thì việc tách
các hợp chất này và sản xuất bổ sung graphene theo cách sạch hơn có thể được
cải thiện. Nếu một khi đã đạt được hiệu quả cao, chúng tôi sẽ cố gắng chuyển quy
trình tổng hợp quy mô phòng thí nghiệm lên quy mô thí điểm và tiếp theo sau đó
là quy mô công nghiệp”, Bhargava chia sẻ.
LH (New Atlas)