Grafen jako materiál budoucnosti. Vědci objevili snadný způsob, jak s ním pracovat

Grafen, který je podobně jako grafit či diamant formou uhlíku, je pro své vlastnosti často vnímán jako vhodný materiál pro řadu nových technologií. Tým amerických vědců nyní demonstroval jednoduchý způsob, jak z grafenového prášku snadno vyrobit pelety, které mohou sloužit například jako elektrody pro moderní baterie.

Grafen je forma uhlíku podobná grafitu, avšak je tvořen pouhou jednou vrstvou atomů, které jsou pomocí vzájemných vazeb uspořádány do šestiúhelníků. Díky této zvláštní struktuře a vlastnostem uhlíku grafen dobře vede elektrický proud i teplo a zároveň je jedním z nejpevnějším materiálů vůbec. Vzhledem k tomu, že je tvořen pouhou jednou vrstvou atomů, je rovněž téměř průhledný. Za izolování grafenu z běžného grafitu pomocí kuriózní metody s využitím obyčejné lepící pásky dva vědci obdrželi v roce 2010 Nobelovu cenu.

Tým vědců na Univerzitě Rice v americkém Texasu nyní demonstroval jednoduchou metodou, jak je chemicky upravený grafen v podobě prášku možné lisovat za nízkých teplot a tlaků do pelet, které mohou být využity jako elektrody pro baterie či jako materiál pro jiné aplikace.

„Toto je poprvé, kdy někdo dokázal vyrobit tyto pelety za pokojové teploty a bez velmi vysokého tlaku. Pro výrobu pelet tyto druhy materiálu obvykle vyžadují spékání (proces, jež využívá tlak a teplo k vytvoření pevných látek bez jejich tavení) za teplot přesahujících 1000 °C,“ říká vedoucí projektu Mohamad Kabbani.

Kabbani a jeho tým použili dva typy uhlíkových nanotrubic, kdy na jednu část byla navázána karboxylová skupina (-COOH) a na druhou hydroxylová skupina (-OH). Poté upravené uhlíkové trubice rozdrtili a vzniklý prášek smíchali a slisovali do pelet za pomoci ručního lisu. Funkční skupiny navázané na grafen pomohly spojit jeho jednotlivé vrstvy do porézní pelety. Vědci následně otestovali odolnost svých pelet, které na 5 hodin umístili do horké vody. Pelety byly stabilní.

Podle Kabbaniho je kombinace vlastností grafenu, tedy jeho nízká hmotnost, dobrá elektrická vodivost a vysoká odolnost, vhodná pro použití tohoto materiálu při výrobě elektrických kabelů a elektrod. „Tento materiál je pevnější a lehčí než běžné grafitové elektrody a mohl by být slibný pro aplikace v oblasti akumulace elektrické energie s vysokou energetickou hustotou,“ dodává.

Autor úvodní fotografie: CORE-Materials @flickr