محققین موفق به توسعه روشی ساده و مقرون‌به‌صرفه برای تبدیل پودر زغال‌سنگ به نانو گرافیت‌های ارزشمند و مورد استقبال بازار شده‌اند. در این فناوری، مجموعه‌ای از تجهیزات و وسایل بسیار ساده و در دسترس، شامل فویل‌های مسی، ظروف شیشه‌ای و مایکروویو خانگی، برای تبدیل پودر زغال به نانو گرافیت استفاده شده است.

حاشیه منطقه وایومینگ (Wyoming) در آمریکا، حجم عظیمی از زغال‌سنگ وجود دارد که در پی نگرانی‌های محیط زیستی و اثرات این ماده بر تغییرات جوی، تقاضا برای خرید آن رو به کاهش رفته است. همین موضوع، محققین دانشگاه وایومینگ (University of Wyoming) را بر آن داشت تا در یک همکاری فناورانه بین دانشگاه و صنعت، راه‌حلی برای این چالش بزرگ بیابند. نتیجه این مشارکت، روشی ارزان و خلاقانه برای تبدیل پودر زغال‌سنگ به یک ماده بسیار ارزشمند نانویی است. تیم تحقیق، یک محیط شبیه‌سازی شده در مایکروویوهای معمولی ایجاد کردند که امکان تولید نانو گرافیت از پودر زغال‌سنگ خام را فراهم می‌کند. این ماده، کاربردهای متنوعی داشته که از روان‌کننده‌ها تا باتری‌های لیتیوم یونی را شامل می‌شود. با توجه به پتانسیل کاربردی قابل توجه این ماده و از آنجا که روش تولید بکار گرفته شده هم بسیار ساده و ارزان است، به نظر می‌رسد که یک فناوری با پتانسیل تجاری قابل‌توجه بدست آمده است؛ چیزی که به واسطه همکاری تنگاتنگ دانشگاه با صنعت، به زودی می‌تواند با تجاری‌سازی گسترده نیز همراه شود.

تی یو چن (TeYu Chien)، سرپرست گروه تحقیق و از اساتید گروه فیزیک دانشگاه وایومینگ می‌گوید: «این روش، مسیر جدیدی را برای تبدیل منابع دارای کربن فراوان، به مواد با ارزش بالای اقتصادی فراهم می‌کند». گفتنی است، در حالی که تحقیقات قبلی نشان داده که می‌توان از مایکروویو برای کاهش رطوبت زغال‌سنگ و حذف گوگرد و سایر مواد معدنی استفاده کرد، اما بیشتر این روش‌ها، نیاز به پیش‌تصفیه شیمیایی خاص زغال‌سنگ دارند. مزیت فناوری جدید، استفاده از پودر زغال‌سنگ است که پیش از قرار گرفتن در اجاق مایکروویو، روی ورق مس قرار داده شده و در ظروف شیشه‌ای با مخلوط گاز آرگون و هیدروژن، مهر و موم می‌گردد. در این حالت، یک اجاق مایکروویو معمولی هم می‌تواند میزان اشعه مورد نظر را تأمین نماید. با برش ورق مس به شکل چنگال و تاباندن اشعه مایکروویو، در عرض چند ثانیه، درجه حرارت بسیار بالای بیش از 1800 درجه فارنهایتی ایجاد می‌شود. دقیقاً به همین دلیل است که شما نباید یک چنگال فلزی را درون اجاق مایکروویو قرار دهید!

در نهایت، جرقه‌های ناشی از امواج مایکروویو، دمای لازم برای تبدیل پودر زغال‌سنگ به گرافیت چند بلوری را ایجاد نموده که البته فویل مسی و گاز هیدروژن هم به این فرآیند کمک می‌کنند. مدت‌زمان لازم برای این فرایند، در حدود 15 دقیقه است.

مرجع: «Nanowerk»