诸如石墨烯之类的碳薄膜具有令人难以置信的轻巧但具有很强的材料，具有极高的应用潜力，但很难制造，通常需要昂贵的劳动力和时间密集型策略，这些策略价格昂贵且不被亚博网站下载认为是非常环保的。
Shungite岩石和从中提取的石墨烯层的插图。图片来源：Arxivlabs
然而，由于每年生产的石墨烯都会在执行当前的提取方法时遇到的困难，因此以色列内盖尔本·古里安大学的研究人员开发了一种“绿色”的石墨烯提取方法，该方法已发表于Arxivlabs，这可以应用于各种领域，包括光学，电子，生态学和生物技术。
研究人员，Alina Karabchevsky教授和博士学位。学生Anastasia Novikova应用了一种机械分散方法，用于从天然矿物Shungite岩石中提取石墨烯。他们发现，矿物质的Shungite表现出了产生石墨烯和类似石墨烯的工业规模量的良好希望。
Shungite及其工业应用
Shungite是一种众所周知的矿物，主要在Shunga Village附近的Karelia湖地区附近的俄罗斯发现，从那里起名。Shunga矿床也出现在俄罗斯的其他地区，即Chelyabinsk和Vozhmozero，以及在奥地利，印度，刚果民主共和国和哈萨克斯坦。
Shungites的碳含量可能会有所不同，从频谱的一端到另一端，从低 - （5％）到高碳（80％）含量；碳的重量百分比。因此，根据碳含量，Shungite具有不同的应用潜力。某些类型可用于其催化特性，而另一些类型具有杀菌特性。
Shungite岩石的结构特性负责其在氧化还原过程中的应用。此外，Shungite可以用于铸铁铸铁和铁合金生产的铸造厂的喷速炉生产中。
由于其物理和机械性能，大量密度，良好的强度和磨损，Shungite实际上可以用作滤材，因为它也具有多种有机物质的吸附能力。它还证明了消除可能污染水供应的自由基颗粒的能力。yabo214
Shungite显示出将水从细菌，孢子，简单微生物和蓝绿色藻类中消毒和净化的能力。由于其高催化性和还原性能，Shungite通常用于废水处理作为吸附剂，”卡拉布切夫斯基说。
此外，由于它是在18中期发现的Th世纪，Shungite已被用作油漆的颜料，通常以碳黑色或Shungite Natural Black的名称出售。
SEM图像和EDS的Shungite颗粒的图像：（a）研究区域1，（b）化学成yabo214分区域1，（c）区域2，（d）研究区2，（e）化学成分区域21和（f）的化学成分）区域的化学组成22.图片来源：Arxivlabs
石墨烯提取
为了准备石墨烯提取的岩石，两对使用扫描电子显微镜（SEM）检查了样品是否有重金属杂质和孔隙率。他们还采用了其他实验室方法来检查Shungite中其他矿物质的一般结构构成和存在。
一旦完成样品分析和制备，Karabchevsky和Novikova使用数字超声清洁剂机械地处理来自Karelia的样品后，能够从Shungite岩石中提取石墨烯。
Karabchevsky和Novikova发现，由于可以使用此方法处理大量样品，因此没有次要污染的风险，随后的样品处理方法无需使用。
由于石墨烯的非凡特征在整个更广泛的科学研究界已经广为人知，因此已经开发了许多生产和合成方法。但是，其中许多方法要么是多步骤过程，要么需要使用化学物质以及强氧化和还原剂。
在（a）X13500放大倍数和（b）放大X35000时，散布的Shungite样品的TEM图像。（c）Shungite光谱中碳纤维线的加工后的Shungite和（D）XPS光谱的拉曼光谱。图片来源：Arxivlabs
综上所述
尽管石墨烯和其他碳膜具有巨大的应用潜力，并且具有相对的研发成功，但使用这些材料的过程仍在开发中。亚博网站下载挑战的一部分是使石墨烯提取成本效益，这意味着找到正确的分散技术是关键。
如前所述，这种分散或合成方法是费力的，并且不是非常环保，这些技术的强度也可能导致任何产生的石墨烯中的缺陷，从而降低了石墨烯预期的特殊品质。
超声清洁剂用于合成石墨烯的应用消除了与多步和化学方法相关的风险和成本。将此方法应用于天然矿物shungite为生产石墨烯的新型和环境合理的方式铺平了道路。
“它不需要额外的费用，也不意味着对环境的次要污染，这为使用Shungite创造了新的前景，卡拉布切夫斯基说。
As such, Karabchevsky and Novikova have shown how green fabrication of graphene could also provide new opportunities across a wide range of industries: from electronics (electrodes), optics to biotechnology (biosensors, drug delivery, biomedicine), energy (supercapacitors, solar cells,能量收集）和生态学（废水，空气净化）。
参考：
Anastasia Novikova和Alina Karabchevsky，“来自天然矿物Shungite的碳薄膜的绿色摘自” Arxivlabs。https://arxiv.org/abs/2110.127902021年10月访问]
免责声明：此处表达的观点是以其私人身份表达的作者的观点，不一定代表AZOM.com的观点有限的T/A Azonetwork本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了条款和条件使用此网站。