გრაფენის ოქსიდსა და შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ გრაფენის ოქსიდი შეიცავს ჟანგბადის შემცველ ფუნქციურ ჯგუფებს, ხოლო შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს აკლია ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფები.
გრაფიტის ოქსიდი არის მასალა, რომელიც შედგება ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის ატომებისგან. ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ეს ნაერთი გრაფიტის დამუშავებით ძლიერი ოქსიდიზატორებით. ასევე, ჩვენ შეგვიძლია ვაწარმოოთ ამ მასალის მონომოლეკულური ფურცლები, ეს არის გრაფენის ოქსიდის ფურცლები. გარდა ამისა, ჩვენ შეგვიძლია დავამუშაოთ ეს მონომოლეკულური ფურცლები შემცირებული გრაფენის ოქსიდის მისაღებად.
რა არის გრაფენის ოქსიდი?
გრაფენის ოქსიდი არის მონომოლეკულური ფურცელი გრაფიტის ოქსიდისგან. ეს მასალა ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ გრაფენის ფურცლების წარმოებისთვის ეფექტური, მაგრამ იაფი გზით. ამ შემთხვევაში, გრაფენის ოქსიდი არის გრაფენის დაჟანგული ფორმა. მას აქვს ერთი ატომური ფენა, რომელიც შეფუთულია ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფებით.
სურათი 01: გრაფენის ოქსიდის ქიმიური სტრუქტურა
ეს მასალა იშლება წყალში და სხვა გამხსნელებში ჟანგბადის ფუნქციების არსებობის გამო. აქედან გამომდინარე, ადვილია ამ მასალის დამუშავება. ასევე, ეს თვისება საშუალებას აძლევს მას გააძლიეროს კერამიკის ელექტრული და მექანიკური თვისებები, როდესაც კერამიკულ მასალას გრაფენის ოქსიდს ვურევთ. თუმცა, ეს არ არის კარგი ელექტროგამტარობისთვის.აქედან გამომდინარე, ჩვენ მას ვუწოდებთ ელექტრო იზოლატორს. ძირითადად, ეს გამოწვეულია sp2 შემაკავშირებელ ქსელების დარღვევით, რომელიც არის გრაფიტში. მაგრამ არის რამდენიმე პროცესი, რომელიც შეგვიძლია გამოვიყენოთ მისი თვისებების გასაძლიერებლად.
ასევე, არსებობს ოთხი ძირითადი მეთოდი, რომელსაც მწარმოებლები იყენებენ ამ ნაერთის დასამზადებლად. Ისინი არიან; Staudenmaier, Hofmann, Brodie და Hummers მეთოდი. ამ ტექნიკას აქვს სხვადასხვა განსხვავება მათ შორის.
გამოიყენება
- გამჭვირვალე გამტარ ფენების წარმოებაში მოქნილ ელექტრონიკაში, მზის უჯრედებში, ქიმიურ სენსორებში და ა.შ.
- ბატარეებსა და სენსორულ ეკრანებში კალის ოქსიდის ჩანაცვლებისთვის.
- როგორც ელექტროდის მასალა ბატარეებისთვის, კონდენსატორებისთვის და მზის უჯრედებისთვის მისი მაღალი ზედაპირის გამო.
- კომპოზიტური მასალების თვისებების გასაძლიერებლად (დაჭიმვის სიმტკიცე, ელასტიურობა, გამტარობა და ა.შ.) ამ მასალებთან შერევით.
- სხვადასხვა სამედიცინო გამოყენება მასალის ფლუორესცენტური ბუნების გამო.
რა არის შემცირებული გრაფენის ოქსიდი?
შემცირებული გრაფენის ოქსიდი არის მონომოლეკულური გრაფენის ოქსიდის ფურცლების შემცირებული ფორმა. არ არსებობს ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფები, ვინაიდან ეს ჯგუფები მცირდება მკურნალობის სხვადასხვა ტექნიკის მეშვეობით. ასევე, შემცირების ეს პროცესი უკიდურესად სასიცოცხლო პროცესია, რადგან ის დიდ გავლენას ახდენს საბოლოო პროდუქტზე, რომლის მიღებასაც ვაპირებთ. რადგან პროცესი განსაზღვრავს, რამდენად ახლოს იქნება შემცირებული ფორმის ხარისხი სრულყოფილი გრაფენის ხარისხთან.
აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ენერგიის შენახვა დიდი/სამრეწველო მასშტაბით, შემცირებული გრაფენის ოქსიდი კარგი არჩევანია. ეს ძირითადად იმიტომ ხდება, რომ ამ ნაერთის დიდი მასშტაბის წარმოება ძალიან ადვილია, ვიდრე გრაფენის წარმოება.
სურათი 02: შთანთქმის სპექტროსკოპია და რამანის სპექტროსკოპია გრაფიტის, გრაფენის ოქსიდის და შემცირებული გრაფენის ოქსიდის
არსებობს რამდენიმე გზა, რომლითაც შეგვიძლია შევამციროთ გრაფენის ოქსიდი შემცირებული გრაფენის ოქსიდის მისაღებად. მათ შორის მნიშვნელოვანი ტექნიკაა თერმული, ქიმიური ან ელექტროქიმიური მეთოდები. ქიმიური მეთოდების გამოყენებას დიდი უპირატესობა აქვს, რადგან ჩვენ შეგვიძლია გავაფართოვოთ წარმოება ისე, როგორც გვინდა. თუმცა, უმეტეს შემთხვევაში, ქიმიური მეთოდების პროდუქტს აქვს თავისი ელექტრული თვისებები და ზედაპირის ფართობი, სტანდარტებზე დაბალი.
გამოიყენება
- გრაფინის შესახებ გამოკვლევებში
- ბატარეების წარმოება
- ბიოსამედიცინო აპლიკაციები
- სუპერკონდენსატორების წარმოებაში
- ბეჭდვადი გრაფენის ელექტრონიკაში
რა განსხვავებაა გრაფენის ოქსიდსა და შემცირებულ გრაფენოქსიდს შორის?
გრაფენის ოქსიდი არის გრაფიტის ოქსიდის მონომოლეკულური ფურცელი, ხოლო შემცირებული გრაფენის ოქსიდი არის მონომოლეკულური გრაფენის ოქსიდის ფურცლების შემცირებული ფორმა. აქედან გამომდინარე, ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ გრაფენის ოქსიდსა და შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს შორის განსხვავების საფუძველი. ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ გრაფენის ოქსიდი გრაფენის წარმოებისთვის მცირე მასშტაბით და იაფად, მაგრამ ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ გრაფენის ოქსიდის შემცირებული ფორმა გრაფენის წარმოებისთვის დიდი ინდუსტრიული მასშტაბით.
გრაფენის ოქსიდსა და შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს შორის კიდევ ერთი განსხვავება არის ის, რომ გრაფენის ოქსიდი ძალიან დისპერსიულია წყალში და სხვა გამხსნელებში, ხოლო შემცირებული ფორმა ნაკლებად დისპერსიულია; ის დისპერსიულია დაბალ კონცენტრაციებში. უპირველეს ყოვლისა, გრაფენის ოქსიდსა და შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ გრაფენის ოქსიდი შეიცავს ჟანგბადის შემცველ ფუნქციურ ჯგუფებს, ხოლო შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს აკლია ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფები.ეს ძირითადად იმიტომ ხდება, რომ ჩვენ ვაწარმოებთ შემცირებულ ფორმას გრაფენის ოქსიდის შემცირების რეაქციების მეშვეობით.
რეზიუმე – გრაფენის ოქსიდი შემცირებული გრაფენის ოქსიდის წინააღმდეგ
შეჯამებით, ძირითადი განსხვავება გრაფენის ოქსიდსა და შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს შორის არის ის, რომ გრაფენის ოქსიდი შეიცავს ჟანგბადის შემცველ ფუნქციურ ჯგუფებს, ხოლო შემცირებულ გრაფენის ოქსიდს აკლია ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფები. გარდა ამისა, ჩვენ შეგვიძლია გადავიყვანოთ გრაფიტის ოქსიდი გრაფენის ოქსიდად და შემდეგ შემცირებულ გრაფენის ოქსიდად.
