石墨烯因其高強度、超薄以及出色的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性被認為具有巨大潛力。所有這一切都缺少一個有成本效益的方法來制造它。然而一組研究人員現(xiàn)在認為他們可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種隱藏在澳大利亞桉樹樹皮中的關(guān)鍵。

在有意義的規(guī)模上生產(chǎn)石墨烯片的更有希望的手段之一涉及石墨烯氧化物的化學(xué)還原。但是用于這種化學(xué)還原的藥劑通常是有毒的，會對人和環(huán)境構(gòu)成威脅，這導(dǎo)致皇家墨爾本理工大學(xué)先進材料中心的科學(xué)家們尋找更加令人愉快的替代品。

“一般來說，桉樹葉中都含有油脂，產(chǎn)生芳香化合物，給我們帶來獨特的香味，”首席研究員Suresh Bhargava向New Atlas解釋道?！斑@些化合物有助于保護樹木免受害蟲的侵襲。因此，我們已經(jīng)考慮在樹皮提取物中使用這些芳香化合物作為合成石墨烯的還原劑?！?/p>

Bhargava說道，這種更加環(huán)保的化學(xué)還原方法的關(guān)鍵是29種多酚類化合物，包括兒茶素（黑巧克力和綠茶富含這類化合物），以及可以在紅葡萄酒中找到的沒食子酸和咖啡酸。這些化合物在水溶液中一起發(fā)揮作用，產(chǎn)生所需的化學(xué)反應(yīng)，為團隊提供了一種“環(huán)?！笔┬问?，能使生產(chǎn)更安全、更便宜、更具可持續(xù)性。

“桉樹皮提取物此前從未用于合成石墨烯片，我們很高興發(fā)現(xiàn)它不僅起作用，實際上它在安全性和總體成本方面都是一種優(yōu)越的方法，”Bhargava說道。“我們的方法可以降低石墨烯的成本，從現(xiàn)在的每克大約100美元將至50美分。這將增加其在全球各行業(yè)的可用性，并促進一系列重要新技術(shù)的開發(fā)。”

該團隊測試了將其環(huán)保石墨烯作為超級電容器，并發(fā)現(xiàn)它的表現(xiàn)與通過傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的石墨烯一樣好。研究人員還將努力微調(diào)他們的方法，使其更高效，然后致力于商業(yè)應(yīng)用。

“在我們的環(huán)保化學(xué)方法中，我們使用了桉樹皮提取物，其中含有約29種多酚化合物，這些化合物負責還原石墨烯，”Bhargava表示?！拔覀兊南乱徊绞钦页鰪倪@29種多酚化合物中選擇性還原氧化石墨烯。如果我們找到選擇性，那么這些化合物的分離和以更清潔的方式進一步生產(chǎn)石墨烯可以得到改善。一旦我們獲得提高效率，我們將努力使我們的實驗室規(guī)模綜合到中試規(guī)模，然后再到工業(yè)規(guī)模?！?/p>

該研究發(fā)表在《可持續(xù)化學(xué)與工程》雜志上。