残念ながら、機械的な分割方法は実際にはスケーリングされません-繰り返し剥離した後、顕微鏡で長さ約1ミクロンの小さな透明な結晶を探す必要があります。 超音波、溶媒、および界面活性剤を使用してグラフェンを剥離するためのいくつかの化学機械的方法が開発されました。 これらの方法を使用して、水または溶媒中のグラフェンフレークの懸濁液が得られます-実験室で非常に適した方法ですが、機械的分割のように、まだ非常にスケーラブルではありません。
Nature Materials Magazineの4月号は、スケーリングの見込みのあるグラフェンを生成する非常に簡単な方法を開発したイギリスとアイルランドの科学者チームによる研究を発表しました 。 グラファイトの懸濁液をかなり高速のミキサーで処理すると、小さなグラフェンフレークが得られることがわかりました。 科学者は主にSilversonのL5M実験用ミキサーと特別に選択された試薬を使用しましたが、彼らはグラフェンのフレークがくっつくのを防ぐ界面活性剤としてKenwood BL370の従来のキッチンミキサーとFairy食器洗浄液を使用してメソッドを試しました。 結果は非常に似ていました。
ブレンダー、グラフェンとグラフェンフレークの1つを顕微鏡下で「ホイップ」するプロセス
すべてのキッチンで見つけるのが難しく、グラフェンの薄片を残りの未分割のグラフェンから分離するために必要な唯一のデバイスは、遠心分離機です。 事実、グラファイト粉末の懸濁液からグラフェンを製造する方法では、さらなる使用または実験に適したグラフェンの収率はかなり低いです-たとえば、30分間の「ビーティング」後の最初の溶液のグラファイト濃度が100 mg / mlの家庭用ブレンダーでの実験では「約0.15 mg / mlのグラフェン濃度が得られます。
これらの数値は驚くべきものではありませんが、グラフェンを製造する他の方法と比較すると、ミキサーの使用は非常に効果的です。同じ量のグラフェンを得るのに費やされるエネルギーは超音波を使用する場合よりもはるかに少なくなります。 さらに、この方法は非常によくスケーリングします-実験室では1回の実行で最大100リットルのグラフェン懸濁液を受け取りました-超音波ユニットは通常、数桁小さい体積で動作します。 科学者は、1時間あたり10立方メートルの溶液を混合できる工業プラントが最大7.5 kgのグラフェンを生産できると考えました。
結果として生じるグラフェンフレークの懸濁液は、高い電気伝導性と熱伝導性を備えた薄いグラフェンコーティング、およびプラスチックの機械的特性を大幅に改善する強化添加剤の作成に使用できます。 グラフェンのフレークとコーティングに基づいて、太陽電池、センサー、スーパーキャパシターを作成できます。
Natureのウェブサイトの記事自体は有料でのみ利用できますが、すべての実験の詳細な説明とグラフェンを生成する新しい方法と既存の方法の比較を含む非常に詳細で有益な追加資料（ PDF 、4.3 Mb）を無料でダウンロードできます。