การเตรียมและการประยุกต์ใช้งานจริงของกราไฟต์ขยายตัว

กราไฟต์ขยายตัว หรือที่รู้จักกันในชื่อกราไฟต์ยืดหยุ่นหรือกราไฟต์หนอน เป็นวัสดุคาร์บอนชนิดใหม่ กราไฟต์ขยายตัวมีข้อดีหลายประการ เช่น พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ กิจกรรมพื้นผิวสูง เสถียรภาพทางเคมีที่ดี และทนต่ออุณหภูมิสูง กระบวนการผลิตกราไฟต์ขยายตัวที่ใช้กันทั่วไปคือการใช้กราไฟต์เกล็ดธรรมชาติเป็นวัตถุดิบ จากนั้นจึงสร้างกราไฟต์ที่ขยายตัวได้ผ่านกระบวนการออกซิเดชัน แล้วจึงขยายตัวเป็นกราไฟต์ขยายตัว ต่อไปนี้ บรรณาธิการของ Furuite Graphite จะอธิบายถึงกระบวนการเตรียมและการประยุกต์ใช้งานจริงของกราไฟต์ขยายตัว:
1. วิธีการเตรียมกราไฟต์ขยายตัว
การผลิตกราไฟต์ขยายตัวส่วนใหญ่ใช้วิธีการออกซิเดชันทางเคมีและการออกซิเดชันทางไฟฟ้า วิธีการออกซิเดชันทางเคมีแบบดั้งเดิมมีกระบวนการที่ง่ายและคุณภาพคงที่ แต่มีปัญหา เช่น การสิ้นเปลืองสารละลายกรดและปริมาณกำมะถันในผลิตภัณฑ์สูง ส่วนวิธีการทางไฟฟ้าไม่ใช้สารออกซิไดซ์ และสารละลายกรดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง มีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมน้อยและต้นทุนต่ำ แต่ผลผลิตต่ำ และข้อกำหนดสำหรับวัสดุอิเล็กโทรดค่อนข้างสูง ปัจจุบันจึงจำกัดอยู่เพียงการวิจัยในห้องปฏิบัติการ นอกเหนือจากวิธีการออกซิเดชันที่แตกต่างกันแล้ว การบำบัดหลังการผลิต เช่น การลดกรด การล้างด้วยน้ำ และการทำให้แห้งนั้นเหมือนกันสำหรับทั้งสองวิธี ในบรรดาวิธีเหล่านี้ วิธีการออกซิเดชันทางเคมีเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน และเทคโนโลยีมีความสมบูรณ์และได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง
2. การประยุกต์ใช้งานจริงของกราไฟต์ขยายตัว
1. การประยุกต์ใช้วัสดุทางการแพทย์
ผ้าพันแผลทางการแพทย์ที่ทำจากกราไฟต์ขยายตัวสามารถใช้แทนผ้าก๊อซแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมหลายประการ
2. การประยุกต์ใช้วัสดุทางการทหาร
การบดกราไฟต์ขยายตัวให้เป็นผงละเอียดมีคุณสมบัติในการกระเจิงและการดูดซับคลื่นอินฟราเรดสูง และการนำผงละเอียดนี้มาผลิตเป็นวัสดุป้องกันรังสีอินฟราเรดที่มีประสิทธิภาพสูงนั้นมีบทบาทสำคัญในการเผชิญหน้าทางด้านอิเล็กโทรออปติกในสงครามสมัยใหม่
3. การประยุกต์ใช้วัสดุเพื่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม
เนื่องจากแกรไฟต์ขยายตัวมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น ความหนาแน่นต่ำ ปลอดสารพิษ ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ใช้งานง่าย และยังมีคุณสมบัติในการดูดซับที่ดีเยี่ยม จึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม
4. วัสดุชีวการแพทย์
วัสดุคาร์บอนมีความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับร่างกายมนุษย์และเป็นวัสดุชีวการแพทย์ที่ดี วัสดุแกรไฟต์ขยายตัวซึ่งเป็นวัสดุคาร์บอนชนิดใหม่ มีคุณสมบัติการดูดซับโมเลกุลขนาดใหญ่ทั้งอินทรีย์และชีวภาพได้ดีเยี่ยม มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี ปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น ไม่มีผลข้างเคียง และมีโอกาสในการประยุกต์ใช้ในด้านวัสดุชีวการแพทย์อย่างกว้างขวาง
วัสดุแกรไฟต์ขยายตัวสามารถขยายตัวได้ทันที 150-300 เท่าในปริมาตรเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง เปลี่ยนจากแผ่นเป็นรูปทรงคล้ายหนอน ส่งผลให้มีโครงสร้างหลวม มีรูพรุนและโค้งงอ มีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น พลังงานพื้นผิวดีขึ้น และความสามารถในการดูดซับแกรไฟต์แผ่นดีขึ้น แกรไฟต์รูปทรงคล้ายหนอนสามารถเข้ารูปได้เอง ทำให้วัสดุมีคุณสมบัติในการหน่วงไฟ การปิดผนึก การดูดซับ ฯลฯ และมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านต่างๆ เช่น ชีวิตประจำวัน การทหาร การรักษาสิ่งแวดล้อม และอุตสาหกรรมเคมี