Paisutettu grafiitti, joka tunnetaan myös joustavana grafiittina tai matografiittina, on uudentyyppinen hiilimateriaali. Paisutetulla grafiitilla on monia etuja, kuten suuri ominaispinta-ala, korkea pinta-aktiivisuus, hyvä kemiallinen stabiilius ja korkea lämmönkestävyys. Yleisesti käytetty paisutetun grafiitin valmistusprosessi on käyttää materiaalina luonnon hiutalegrafiittia, ensin paisuvan grafiitin tuottamiseksi hapetusprosessin avulla ja sitten paisuttamiseksi paisutetuksi grafiitiksi. Seuraavat Furuite Graphite -lehden toimittajat selittävät paisutetun grafiitin valmistusta ja käytännön käyttöä:
1. Paisutetun grafiitin valmistusmenetelmä
Suurin osa paisutetusta grafiitista valmistetaan kemiallisella hapetuksella ja sähkökemiallisella hapetuksella. Perinteinen kemiallinen hapetusmenetelmä on yksinkertainen prosessi ja laadultaan vakaa, mutta siihen liittyy ongelmia, kuten happoliuoksen hukka ja tuotteen korkea rikkipitoisuus. Sähkökemiallisessa menetelmässä ei käytetä hapetinta, ja happoliuos voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen useita kertoja, jolloin ympäristön saastuminen ja kustannukset ovat vähäiset, mutta saanto on alhainen ja elektrodimateriaalien vaatimukset ovat suhteellisen korkeat. Tällä hetkellä se rajoittuu laboratoriotutkimukseen. Eri hapetusmenetelmiä lukuun ottamatta jälkikäsittelyt, kuten happamuuden vähentäminen, vesipesu ja kuivaus, ovat samoja näissä kahdessa menetelmässä. Kemiallinen hapetusmenetelmä on tähän mennessä yleisimmin käytetty menetelmä, ja teknologia on kypsää ja sitä on laajalti edistetty ja sovellettu teollisuudessa.
2. Paisutetun grafiitin käytännön sovellusalueet
1. Lääketieteellisten materiaalien käyttö
Paisutetusta grafiitista valmistetut lääketieteelliset sidokset voivat korvata useimmat perinteiset sideharsot monien erinomaisten ominaisuuksiensa ansiosta.
2. Sotilasmateriaalien käyttö
Paisutetun grafiitin jauhaminen mikrojauheeksi antaa sille voimakkaat sironta- ja absorptio-ominaisuudet infrapuna-aalloille, ja sen mikrojauheen valmistaminen erinomaiseksi infrapunasuojausmateriaaliksi on tärkeässä roolissa optoelektronisessa vastakkainasettelussa nykyaikaisessa sodankäynnissä.
3. Ympäristönsuojelumateriaalien käyttö
Koska paisutetulla grafiitilla on alhaisen tiheyden, myrkyttömän, saastuttamattoman, helposti käsiteltävän jne. ominaisuudet ja sillä on myös erinomainen adsorptio, sillä on laaja valikoima sovelluksia ympäristönsuojelun alalla.
4. Biolääketieteelliset materiaalit
Hiilimateriaalit ovat erinomaisen yhteensopivia ihmiskehon kanssa ja hyviä biolääketieteellisiä materiaaleja. Uudentyyppisinä hiilimateriaaleina paisutetut grafiittimateriaalit omaavat erinomaiset adsorptio-ominaisuudet orgaanisiin ja biologisiin makromolekyyleihin ja niillä on hyvä bioyhteensopivuus. Ne ovat myrkyttömiä, mauttomia, eivätkä aiheuta sivuvaikutuksia ja niillä on laaja valikoima sovellusmahdollisuuksia biolääketieteellisissä materiaaleissa.
Paisunut grafiittimateriaali voi korkeassa lämpötilassa laajentua hetkessä 150–300-kertaiseksi tilavuudessaan muuttuen hiutalemaisesta matomaiseksi, mikä johtaa löysään rakenteeseen, huokoiseen ja kaarevaan, suurennettuun pinta-alaan, parantuneeseen pintaenergiaan ja parempaan kykyyn adsorboida hiutalegrafiittia. Matomainen grafiitti voi olla itsekiinnittyvää, joten materiaalilla on palonesto-, tiivistys- ja adsorptiotoimintoja, ja sitä voidaan käyttää laajasti elämän, armeijan, ympäristönsuojelun ja kemianteollisuuden aloilla.
Julkaisun aika: 1. kesäkuuta 2022