Ďábelsky elastické vlákno z oxidu grafenu  
Vlákna smotaná ze zaschlé grafenové kaše jsou pevná a zároveň velmi pružná. S praktickými aplikacemi se jistě roztrhne pytel. Prý by z nich bylo možné vyrobit i elektrické dráty nové generace.



 

 
Ďábelsky elastický oxid grafenu. Kredit: Terrones group/ Penn State.

Velebit grafen anebo z něho odvozené materiály, to už je tak trochu nuda. Každý už doufejme ví, že elegantně do plochy poskládané atomy uhlíku vytvářejí podivuhodnou formu hmoty, která má našlápnuto na celou řadu technologických revolucí. Některé aplikace jsou ale natolik cool, že jim prakticky nelze odolat. Žijeme prostě v době grafenové.

 

Zvětšit obrázek
Mauricio Terrones (2012). Kredit: Shinshu University.

Jako čím dál tím zajímavější materiál se poslední dobou ukazuje oxid grafenu, známý též pod atraktivní zkratkou GO (Graphene Oxide). Nanoinženýr Mauricio Terrones z Pensylvánské státní univerzity a japonské univerzity Shinshu v prefektuře Nagano s týmem spolupracovníků zjistil, že vlákna z oxidu grafenu mají pozoruhodné vlastnosti. Jsou velice odolná, odolnější než jiná vlákna založená na uhlíku, a zároveň jsou úžasně elastická. Terrones a spol se domnívají, že výjimečnou pevnost GO vláken mají na svědomí vzduchové kapsy uvnitř těchto vláken.

 

Zvětšit obrázek
Oxid grafenu od NanoInnova Technologies. Kredit: NanoInnova.

Vlákna z oxidu grafenu fascinovala Terronese a jeho kolegy natolik, že vyvinuli novou, jednoduchou a ekonomicky prý zvládnutelnou metodu jejich výroby. Nejprve vytvořili tenký film z oxidu grafenu chemickým rozloupáním obyčejného grafitu na vločky grafenu, které následně smíchali s vodou a stočením na centrifuze zakoncetrovali do grafenové kaše. Kaši z grafenu pak stěrkou rozetřeli po velké rovné ploše a nechali důkladně zaschnout. Z kaše vznikl tenký průhledný film oxidu grafenu, který pak vývojáři opatrně rozřezali na úzké pruhy. Z pruhů oxidu grafenu nakonec smotali tenká vlákna, které navinuli do podoby textilních vláken.

 

Zvětšit obrázek
Adsorpce vody na GO film. Kredit: Bi et al. (2013) Nature.

Tímto relativně jednoduchým postupem získali z hroudy grafitu, který lze normálně vytěžit v zemi, úžasně pevná a zároveň elastická vlákna, na nichž lze bez potíží udělat uzel. Vývojáři získali pro svůj projekt podporu centra Center for Nanoscale Science na Pensylvánské státní univerzitě a japonského centra se slibným jménem Research Center for Exotic Nanocarbons. Pensylvánská Státní a Univerzita Shinshu zase na oplátku získaly zajímavý patent.

 

Technologie výroby GO vláken Terronese a spol. otevírá cestu k mnoha pozoruhodným aplikacím. Například, hodily by se prý do mnoha typů vysoce citlivých senzorů. Když bychom z oxidu grafenu v těchto vláknech odstranili kyslík, získáme vlákna s vysokou elektrickou vodivostí. Kdybychom do materiálu při výrobě vláken nasypali nanotyčinky stříbra, tak vzniknou vlákna, která se vodivostí vyrovnají mědi. A zároveň budou mnohem lehčí. Že by nás čekala GO elektrifikace?

 

2013 Taylor Lecture in Materials: Mauricio Terrones. Kredit: PennStateMatSE:

 


Large Scale Graphene Oxide Production Method. Kredit: Robert Murray-Smith:

 


Literatura

Penn State News 20. 6. 2014, ACS Nano 8: 5959–5967, Wikimedia Commons (Graphite oxide).

 

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 03.07.2014 00:34
Tisk článku

Sedím na chirurgické ambulanci - Cabicar M.M.
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 89 Kč
cena: 79 Kč
Sedím na chirurgické ambulanci
Cabicar M.M.

Diskuze:

Odp. p.Kyslingerovi

David Cech,2014-07-04 08:20:37

V texte sice nie je oxid grafenu spomenuty / strukrura /, ale je to celkom zrejme z obrazku "adsorpce vody na GO film".
Kyslik "stoji" obkrocmo na dvoch uhlikoch...

Odpovědět

Co je oxid grafénu?

Leopold Kyslinger,2014-07-03 08:01:00

CO ani CO dvě určitě ne. Ano, dočetl jsem se: Graphite oxide, formerly called graphitic oxide or graphitic acid, is a compound of carbon, oxygen, and hydrogen in variable ratios, obtained by treating graphite with strong oxidizers. The maximally oxidized bulk product is a yellow solid with C:O ratio between 2.1 and 2.9, that retains the layer structure of graphite but with a much larger and irregular spacing.
Ale to v článku dost schází a také si nejsem jist jestli je potom název oxid grafénu košér.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni