تبدیل پلیمر به گرافیت با فرآیندی ساده و ارزان

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از وزارت علوم، به تازگی مقاله‌ای با عنوان Intervention-Free Graphitization of Carbon Microspheres from a Non-Graphitizing Polymer at Low Temperature: Nanopores as Dynamic Nanoreactors در نشریه معتبر Small به چاپ رسیده است که در آن یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه علم و صنعت ایران موفق به ارائه روشی ساده و ارزان برای تبدیل پلیمر به گرافیت شدند.

عالیه افضل القوم، محقق این پروژه گفت: برخی مواد آلی قابلیت تبدیل شدن به گرافیت را دارند و برخی مانند پلیمرها به سادگی به گرافیت تبدیل نمی‌شوند، از این رو، مواد افزودنی، کاتالیست‌ها و همچنین دماهای بسیار بالا برای تبدیل پلیمر به گرافیت استفاده می‌شود. ما در این پروژه یک روش نوآورانه ابداع کردیم که در دماهای پایین‌تر در حد ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه این کار انجام می‌شود بدون این که نیاز به مواد افزودنی یا کاتالیست باشد.

وی افزود: ماحصل فرآیند گرم کردن پلیمر در این دما، میکروکره‌هایی است که دارای تخلخل‌های نانومتری هستند. ما به بررسی ساز و کار تشکیل گرافیت از این میکروکره‌ها پرداختیم و نتایج کار نشان داد که با سوزاندن پلیمر برخی مولکول‌های به شکل رادیکال آزاد از این ساختار جدا می‌شوند و بخشی از این رادیکال‌ها موجب انسداد مسیرهای خروجی میکروکره متخلخل می‌شود. این انسداد باعث گیر افتادن رادیکال‌ها شده و این امر دما و فشار محلی زیادی را به وجود آورده و در نهایت موجب پیوند خوردن این رادیکال‌ها و تشکیل لایه‌هایی می‌شود که این لایه‌ها با روی هم قرار گرفتن، گرافیت را ایجاد می‌کنند.

این دانشجوی دوره دکتری مهندسی مواد دانشگاه علم و صنعت درباره مزیت‌های روش ارائه شده، بیان داشت: ما در این پروژه موفق به کاهش هزینه و بهبود شرایط تولید گرافیت از پلیمر شدیم، با این کار می‌توان پلیمرها را به گرافیت‌های با سطح ویژه بالا تبدیل کرد که این محصول در حوزه‌هایی نظیر باتری و ابرخازن قابل استفاده است.

گفتنی است این گروه تحقیقاتی در حال توسعه این روش برای استفاده روی پلیمرهای مختلف است و این پروژه با هدایت علی بیت‌الهی و سیدمحمد میرکاظمی انجام شده است.