У Тамбові розробляють екологічно чистий спосіб отримання нанографита
Група вчених з Тамбовського державного технічного університету розробила екологічно безпечний метод отримання нанографита. Що це таке? Напевно багато з вас чули про такий матеріал, як графен являє собою шар товщиною в один атом вуглецю і володіє унікальними властивостями. Також всім з дитинства відомий графіт, з якого роблять, наприклад, олівцеві стрижні. Природний графіт складається з десятків тисяч шарів графена. Нанографитом ж у спеціальній літературі називають структуру, що складається з кількох графенових шарів. Такий матеріал, з одного боку, володіє рядом унікальних властивостей, як і одношаровий графен, з іншого, його одержання набагато простіше і дешевше. Тим не менш, до недавнього часу синтез нанографита був пов'язаний з рядом труднощів, застосуванням небезпечних і отруйних речовин і великими витратами електроенергії на ультразвукову обробку. Тамбовським вченим вдалося отримати нанографиты з природного графіту електрохімічним способом, хорошим сировиною для цього став природний графіт ГЛ-1. В даний час проходить процедура патентування, після завершення якої вчені планують зайнятися пошуком підприємств-партнерів для впровадження технології в промисловість
Розробка такого методу – новий напрям не тільки в Росії, але і в світі.
- Ми проводили огляд літератури і можемо впевнено заявити, що технологію, подібну створеної нами, в Росії ніхто не розвиває. До розробки вчені Тамбовського державного технічного університету приступили в 2016 році, приблизно в цей же час технологію стали вивчати за кордоном. Але на сьогоднішній момент у нас є невелика перевага у вигляді заділу в межах наукової школи, заснованої професором Олександром Борисовичем Килимником. Він займався електрохімічним отриманням речовин на змінному струмі з початку вісімдесятих років минулого сторіччя. Електрохімічний синтез нанографитов з природного або штучного графіту - одне з найбільш перспективних напрямків в області отримання 2D (плоских) вуглецевих наноструктур. На відміну від класичних методів тут не потрібні сильні окислювачі, а процес функціоналізації (хімічної модифікації поверхні) можна поєднувати з основним синтезом. В результаті немає небезпечних побічних продуктів. Тому цю технологію можна по праву віднести до «зеленої», - розповідає завідувач кафедри «Хімія та хімічні технології» ТНЕУ, доктор технічних наук Артем Рухів.
Співробітники кафедри розробили дві лабораторні експериментальні установки, одна з яких призначена для дослідження кінетики процесу з використанням гравіметричного і нефелометрического методів. Крім того, створена дослідно-промислова установка, яка, незважаючи на невеликі розміри – її з легкістю можна вмістити на звичайному столі, має продуктивність, порівнянну з невеликим промисловим цехом.
- Нині колектив кафедри - доценти Євген Бакунін, Олена Образцова, Олександр Осетров і студентка Анастасія Масякина – працюють над пошуком напрямів використання нового тамбовського наноматеріалу. Зокрема, розробляються склади для захисту сталі від корозії. Наприклад, при використанні нанографита корозійна стійкість збройової сталі збільшилася майже в три рази, що дозволить оборонним підприємствам випускати більш якісну продукцію. Ще один приклад – додавання 0,01 відсотка нанографита в склеювальний склад для скотчей призвело до підвищення зусилля на відрив на 56 відсотків. Загалом, очікувана сфера застосування нового матеріалу досить широка. Це модифікація полімерів, будівельних матеріалів, елементів сенсорів, а також струмопровідних доріжок при друку електричних схем на принтері, носіїв ліків і спеціальних видів добрив для рослин, - пояснює Артем Рухів.
Поки всі наукові розробки проводяться за підтримки управління освіти і науки Тамбовської області та з власних коштів вчених.
Все разработанные установки собраны и настроены своими руками. Как говорит Артем Рухов, у этого научного направления – исследование синтеза и применение нанографита, полученного электрохимическим способом - большие прикладные и теоретические перспективы. В частности, в ближайшее время по этой тематике будет защищаться докторская диссертация и несколько кандидатских.
Отримання нанографита можливо як з високочистого природного графіту, також найкращою сировиною може стати високочистий штучний графіт марки МПГ-7 через своїх більш досконалих характеристик і більш високої чистоти порівняно з природними аналогами.
