Language
Country/Area
No result found
Ôxit than chì đáng kinh ngạc: tại sao nó có thể biến thành vật liệu bền như giấy?
Graphite Oxide (GO) là một hợp chất bao gồm carbon, oxy và hydro với tỷ lệ khác nhau. Nó thường được điều chế bằng cách xử lý than chì với các chất oxy hóa và axit mạnh. Vật liệu này đặc biệt bắt mắt vì nó vẫn giữ cấu trúc phân lớp của than chì nhưng cũng có khoảng cách lớn không đều, khiến nó có tiềm năng giá trị trong nhiều ứng dụng.
Sản phẩm oxy hóa tối đa của oxit than chì là chất rắn màu vàng có tỷ lệ cacbon và oxy trong khoảng 2,1 đến 2,9.
Ôxít than chì được điều chế lần đầu tiên vào năm 1859 bởi Benjamin C. Brodie, một nhà hóa học tại Đại học Oxford, trong một quá trình liên quan đến việc trộn than chì với axit nitric và axit kali cloric. Sau đó, vào năm 1957, Hamers và Overman đã phát triển một phương pháp Hamers an toàn hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn, phương pháp này không chỉ cải thiện quá trình tổng hợp mà còn tăng năng suất lên đáng kể.
Khi ứng dụng của oxit than chì dần dần mở rộng, các nhà nghiên cứu hiểu sâu hơn về cấu trúc và tính chất của nó. Ôxít than chì có khoảng cách giữa các lớp than chì gấp đôi (khoảng 0,7 nanomet), có nghĩa là nó có tiềm năng cao hơn để được cấu hình thành các vật liệu mới. Nghiên cứu cho thấy các phương pháp tổng hợp khác nhau dẫn đến các loại oxit than chì khác nhau, tính chất của chúng phụ thuộc vào mức độ oxy hóa.
Ôxít than chì vừa thu được có khả năng thấm ướt mạnh và có khả năng hấp thụ nước, do đó làm tăng đáng kể khoảng cách giữa các lớp.
Tính chất và ứng dụng của oxit than chì
Ôxít than chì có khả năng thấm ướt tuyệt vời và có thể nổi lên hoàn toàn khi ngâm trong nhiều loại dung môi phân cực, điều này khiến nó trở thành một lợi thế không thể thay thế trong việc điều chế vật liệu màng và vật liệu composite. Đặc biệt trong cộng đồng xử lý nước, oxit than chì được xem là một giải pháp đầy hứa hẹn.
Nghiên cứu cho thấy màng oxit than chì có thể lọc các phân tử nước một cách hiệu quả đồng thời chặn một số ion lớn hơn.
Ví dụ: Lockheed Martin đã công bố công nghệ lọc cải tiến của mình, Perforene, tuyên bố rằng bộ lọc mỏng hơn 500 lần và mạnh hơn 1.000 lần so với các bộ lọc tốt nhất hiện được phát hành, giúp giảm đáng kể nguy cơ giảm tiêu thụ năng lượng theo quy trình thẩm thấu ngược.
Ngoài khả năng xử lý nước, oxit than chì còn cho thấy tiềm năng trong việc tạo ra các vật liệu quang học phi tuyến. Khả năng điều chỉnh các đặc tính quang học của nó làm cho nó có giá trị ứng dụng lớn trong các lĩnh vực ứng dụng laser và truyền thông quang học. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng bằng cách thay đổi hàm lượng oxy, các đặc tính điện tử và quang học của oxit than chì có thể được điều chỉnh một cách chính xác.
Cách làm vật liệu cứng như giấy
Ôxit than chì có thể được định giá thông qua quy trình phân tán đơn giản, có thể được sử dụng làm vật liệu bền giống như giấy. Ôxít than chì có độ phân tán cao được hấp phụ trong môi trường gốc nước và sau đó được khử nước, cuối cùng tạo ra giấy oxit than chì có độ bền đáng kinh ngạc. Vật liệu này không chỉ có thể thay thế việc sử dụng giấy truyền thống mà còn có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, cho thấy đặc tính tái tạo tốt.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng giấy oxit than chì vượt trội hơn nhiều vật liệu truyền thống về độ bền và tính linh hoạt.
Tóm lại, tiềm năng của oxit than chì bắt nguồn từ các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo của nó, cho thấy triển vọng ứng dụng đặc biệt của nó dù là trong xử lý nước hay thăm dò khoa học vật liệu. Vì vậy, vì oxit than chì được sử dụng rộng rãi như vậy, nó sẽ thay đổi nhu cầu và việc sử dụng vật liệu trong tương lai của chúng ta như thế nào?
