
ในโลกวิทยาศาสตร์วัสดุที่ก้าวกระโดดไปอย่างรวดเร็ว วัสดุระดับนาโนได้ถูกยกขึ้นมาเป็นตัวชูโรงของเทคโนโลยีในอนาคต และ Graphene Oxide (GO) ก็คือหนึ่งในแชมป์ที่น่าจับตามองที่สุด GO เป็นวัสดุที่มีศักยภาพมหาศาลในการปฏิวัติอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่การผลิตแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงไปจนถึงการพัฒนาเซ็นเซอร์ที่ชาญฉลาด
Graphene Oxide คืออะไรกันแน่?
ก่อนอื่น มาทำความรู้จักกับ Graphene กันก่อน Graphene เป็นวัสดุคาร์บอน 2 มิติ ที่มีโครงสร้างเป็นแผ่น hexagonal lattice ซึ่งประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนที่เรียงตัวอย่างเป็นระเบียบเหมือนรังผึ้ง
Graphene Oxide คือ graphene ที่ผ่านการออกซิไดซ์ (oxidation) ด้วยกลุ่ม functional groups เช่น hydroxyl, carboxyl และ epoxy ซึ่งทำให้ GO มีคุณสมบัติโดดเด่น
คุณสมบัติ Graphene Oxide |
---|
ความหนาเพียง 1 อะตอม |
พื้นที่ผิวสูงมาก |
ความแข็งแรงสูง |
อัตราการนำไฟฟ้าดี |
ความสามารถในการดูดซับและคัดแยกล้ำค่า |
Graphene Oxide: วัสดุอเนกประสงค์ที่สามารถปรับแต่งได้!
คุณสมบัติของ GO ที่โดดเด่นทำให้มันเหมาะสำหรับการใช้งานในหลากหลายสาขา
- แบตเตอรี่
GO สามารถใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิต electrodes ของแบตเตอรี่ Li-ion ซึ่งช่วยเพิ่มความจุของแบตเตอรี่และอัตราการชาร์จ/ปล่อยไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ การใช้ GO ในแบตเตอรี่ยังทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
- เซ็นเซอร์
GO มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและสภาพแวดล้อม จึงสามารถถูกนำมาใช้ในการสร้างเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับก๊าซ, สารอินทรีย์ และ biomolecules ได้อย่างแม่นยำ
- ตัวกรองน้ำ
คุณสมบัติการดูดซับของ GO ทำให้มันสามารถนำมาใช้ในการกำจัดมลพิษในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การขจัด heavy metals, organic pollutants และ bacteria
- วัสดุคอมโพสิท
GO สามารถผสมผสานกับวัสดุอื่นๆ เช่น พลาสติก, เซรามิก และโลหะ เพื่อเสริมความแข็งแรง, ความยืดหยุ่น และความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ composite
Graphene Oxide: การผลิตและข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์!
การผลิต GO สามารถทำได้โดยใช้วิธี Oxidative exfoliation ของ Graphite ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ peroxide เป็นตัวออกซิไดซ์ graphite และแยก graphene layers ออกมา ในปัจจุบัน มีการวิจัยและพัฒนาเทคนิคการผลิต GO ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อให้ได้ GO ที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ
GO ได้รับความสนใจอย่างมากจากวงวิศวกรรม เนื่องจากข้อดีหลายประการ:
- ราคาต่ำ: การผลิต GO มีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุ纳米อื่น ๆ
- ความปลอดภัย: GO ถือว่าเป็นวัสดุที่ปลอดภัยสำหรับผู้ใช้งานและสิ่งแวดล้อม
- ความยืดหยุ่น: GO สามารถถูกปรับแต่งคุณสมบัติได้อย่างหลากหลายตามความต้องการของการใช้งาน
Graphene Oxide: ปิดท้ายด้วยคำถาม
Graphene Oxide กำลังก้าวขึ้นมาเป็นหนึ่งในวัสดุสุดล้ำที่สามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี
แล้วเราจะได้เห็น GO ในชีวิตประจำวันมากแค่ไหน?