Buzz
Graphene là vật liệu kỳ diệu của thế kỷ. Xét về độ cứng so với trọng lượng của nó, nó cứng hơn cả thép và kim cương và cũng là chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất. Và nó chỉ có độ dày 1 nguyên tử! Bạn có thể tự tạo ra graphene tại nhà, nhưng hãy nhớ rằng điều này chỉ ở mức thử nghiệm - bạn sẽ không thể sản xuất ra số lượng đủ lớn để làm bất cứ điều gì. Nếu trong quá trình thử nghiệm bạn tìm ra cách sản xuất graphene có giá thành hợp lý, bạn có thể trở nên giàu có và nổi tiếng!
Bước
Sử dụng Phương pháp Băng dính
Đặt một lớp graphite dày lên một tờ giấy bằng bút chì chìa. Bắt đầu bằng cách vẽ chỉ một chấm nhỏ hoặc một đường thẳng dài 1 centimet để có cảm giác với quá trình. Vẽ qua hình dạng 2 hoặc 3 lần để có được một lớp dày đẹp.
- Ngoài ra, bạn có thể mua graphite bột tại cửa hàng văn phòng phẩm hoặc cửa hàng nâng cấp nhà của bạn với giá khoảng 10,00 đô la cho 6 ounce (170g). Sử dụng kẹp để đặt một lượng nhỏ bột lên tờ giấy. Một lượng nhỏ là quá nhiều.
Cắt một miếng băng dính có độ dài 2 inch (5.1 cm) và đặt nó lên graphite. Đặt miếng băng dính lên graphite sao cho graphite sẽ nằm khoảng ba phần tư đường băng dính. Nhấn xuống băng dính lên graphite và sau đó nhẹ nhàng bóc nó ra khỏi tờ giấy.
Gấp miếng băng dính đôi và sau đó bóc ra. Nắm miếng băng dính ở hai mép và chỉ gấp nó đủ để che phủ graphite. Nếu bạn gấp nó hoàn toàn đôi, sẽ khó mở ra và bóc ra lại. Ở đây, bạn đang tách các lớp graphite và tách các nguyên tử carbon - điều cần thiết để có được graphene.
- Hoặc bạn có thể đặt một miếng băng dính mới lên trên miếng ban đầu và sau đó bóc nó ra.
Lặp lại quá trình gấp và bóc ra khoảng 20 lần. Mỗi lần bạn bóc băng dính ra, các lớp graphite sẽ trở nên mỏng hơn và mỏng hơn. Sau khoảng 20 lần bóc, bạn sẽ có một lớp graphite chỉ có độ dày 1 nguyên tử. Đây là graphene.
- Nếu bạn đang sử dụng các miếng băng dính mới, thay vì gấp, hãy đặt miếng băng dính thứ ba lên trên miếng thứ hai; miếng băng dính thứ tư lên trên miếng thứ ba, và cứ tiếp tục như vậy.
Sử dụng kính hiển vi để xác định bạn có bao nhiêu lớp graphite. Đặt miếng băng dính, mặt kích vào dưới, trên một lát kính kính hiển vi. Xem lát kính với độ phóng đại từ 100x đến 400x. Nếu bạn đã sử dụng cùng một miếng băng dính được gấp nhiều lần, bạn sẽ nhận thấy rằng một số điểm sẽ tối hơn và một số điểm sẽ sáng hơn. Những điểm sáng hơn là những lớp mỏng nhất và điểm sáng nhất là graphene.
- Nếu bạn đã sử dụng các miếng băng dính mới để bóc lớp mỗi lần, hãy sử dụng miếng băng dính cuối cùng của bạn (khoảng miếng thứ 20) để đặt dưới kính hiển vi.
Sử Dụng Máy Xay Bếp
Đặt 20–50 gram (0.71–1.76 oz) bột graphite vào máy xay bếp. Nếu bạn không có bột graphite, bạn có thể tự làm bằng cách nghiền một vài đầu chì bút bằng máy nghiền hoặc máy xay. Sử dụng máy xay bếp có công suất cao ít nhất là 400 watt để có kết quả tốt nhất.
- Hãy nhớ rằng sau khi sử dụng với graphite, bạn không thể sử dụng máy xay này để làm thực phẩm hoặc đồ uống nữa.
Rót 10–25 mililit (0.34–0.85 fl oz) nước rửa chén vào máy xay bếp. Chất tẩy làm sạch là chất hoạt động bề mặt giúp dàn trải các hạt graphene trong hỗn hợp. Nó cũng ngăn các hạt đóng cục lại. Thương hiệu nước rửa chén bạn sử dụng không quan trọng, tuy nhiên, lượng bạn thêm vào hỗn hợp thì lại quan trọng.
- Số lượng chính xác của nước rửa chén cần thiết phụ thuộc vào các tính chất của bột graphite và có hoặc không có bất kỳ chất ô nhiễm nào khác trong mẫu. Thật không may, những yếu tố này không thể được biết mà không cần thiết bị thí nghiệm tiên tiến.
- Thử nghiệm với việc thêm lượng trong khoảng 10–25 mililit (0.34–0.85 fl oz) để bắt đầu, và sau đó thực hiện thêm các thí nghiệm bằng cách thêm hoặc bớt chất tẩy.
Thêm 0.5 lít (17 fl oz) nước và xay ở chế độ cao trong 10-30 phút. Khi graphite được xay, nó sẽ tạo ra một chất lỏng đen có thể bọt. Cuối cùng, bạn sẽ bắt đầu nhận thấy các mảnh nhỏ hình lá hình thành trên bề mặt chất lỏng và ở phía cạnh của máy xay.
- Mà không có thiết bị thí nghiệm, rất khó để phân biệt giữa các mảnh graphite thực sự và các mảnh graphite nhỏ. Nói chung, nếu các hạt graphene quá lớn (vẫn là graphite), chúng sẽ chìm xuống đáy máy xay; nếu chúng nhỏ hơn, chúng sẽ nổi lên trên. Các hạt được treo giữa nước là các hạt nano, và chắc chắn là graphene.
Rót hỗn hợp vào một hũ thủy tinh và để nó ngồi trong vòng 2-3 ngày. Trong phòng thí nghiệm, họ ly tâm hỗn hợp để tách graphene khỏi chất lỏng. Vì khả năng cao là bạn không có quyền truy cập vào một máy ly tâm, hãy đơn giản là rót chất lỏng vào một hũ thủy tinh và để nó ngồi trong vài ngày.
- Thời gian nghỉ này sẽ cho phép graphene tách ra khỏi các hạt graphite lớn.
Những Điều Bạn Sẽ Cần
- Bút chì chì
- Bột graphite
- Băng keo
- Máy xay bếp
- Nước rửa chén
Mẹo
-
Làm graphene tại nhà chủ yếu chỉ là một bằng chứng cho sự ý tưởng. Không có khả năng bạn sẽ có đủ lượng graphene chất lượng cao để sử dụng một cách có hiệu quả. Nhưng đó là một thí nghiệm thú vị!
-
Vì việc làm graphene tại nhà chủ yếu là thử nghiệm, các đo lường chính xác để tạo ra nó trong máy xay bếp là không biết. Các đo lường được liệt kê ở đây dựa trên những phát hiện của một nhóm nghiên cứu.
