फ्रीज-ड्राइंग विधि, बिना अवक्षेपण के आसानी से फैलाने योग्य, अनुसंधान-ग्रेड, बेहतर हमर्स का एकल-परत ग्राफीन ऑक्साइड

उत्पाद विवरण

  शेन्ज़ेन ट्यूरिंग न्यू मैटेरियल्स कं, लिमिटेड (संक्षेप में: ट्यूरिंग न्यू मैटेरियल्स) बाओ'न जिले, शेन्ज़ेन में स्थित है, जिसकी पंजीकृत पूंजी 31 मिलियन युआन है। कंपनी की शुरुआत श्री झाओ पिंग ने की थी, जो विज्ञान और प्रौद्योगिकी में प्रगति के लिए राष्ट्रीय द्वितीय पुरस्कार के विजेता थे, और प्रोफेसर चेन हुआ, जो सिंगल-लेयर ग्राफीन ऑक्साइड के एक प्रसिद्ध चीनी विशेषज्ञ हैं। यह सिंगल-लेयर ग्राफीन ऑक्साइड में एक अग्रणी उद्यम है, जो ग्राफीन के अनुसंधान और विकास, उत्पादन, बिक्री और अनुप्रयोग विकास को एकीकृत करता है। यह तकनीकी स्तर और ब्रांड लोकप्रियता के मामले में उद्योग में शीर्ष पर है। इसे लगातार "हाई-टेक एंटरप्राइज", शेन्ज़ेन की "डबल हंड्रेड प्लान" की एक प्रतिभा इकाई, और शेन्ज़ेन में एक "पायलट इनोवेटिव एंटरप्राइज" के रूप में मान्यता दी गई है। इसने ISO9001 गुणवत्ता प्रबंधन प्रणाली प्रमाणन पारित किया है और यह ग्राफीन उद्योग प्रौद्योगिकी नवाचार रणनीतिक गठबंधन की एक निदेशक इकाई, गुआंग्डोंग ग्राफीन उद्योग प्रौद्योगिकी संवर्धन संघ की एक निदेशक इकाई, और शेन्ज़ेन न्यू मैटेरियल्स एसोसिएशन की एक उपाध्यक्ष इकाई है।

ट्यूरिंग न्यू मैटेरियल्स ग्राफीन उत्पादन और अनुप्रयोग में प्रमुख तकनीकों को दृढ़ता से पकड़ता है, और भौतिक विधि का उपयोग करके ग्राफीन पाउडर के उत्पादन में लगा एक उद्यम है। कंपनी के सभी ग्राफीन उत्पादों के स्वतंत्र बौद्धिक संपदा अधिकार हैं। इसने 40 से अधिक ग्राफीन आविष्कार पेटेंट के लिए आवेदन किया है, और 21 राष्ट्रीय आविष्कार पेटेंट प्राधिकरण, 2 उपयोगिता मॉडल पेटेंट प्राधिकरण, और दो पंजीकृत ट्रेडमार्क प्राप्त किए हैं।

   कंपनी ने ग्राफीन उद्योग में बहुत सारे अग्रणी कार्य किए हैं। कंपनी की टीम ने 2006 में एक ग्राफीन वाणिज्यिक आर एंड डी परियोजना शुरू की। ग्राफीन व्यावसायीकरण परियोजना की टीम ने 2009 में चीन के ग्राफीन उत्पादों और ग्राफीन उद्यम मानकों को जारी किया, और अब ग्राफीन के लिए औद्योगिक और राष्ट्रीय मानकों के मसौदे में सक्रिय रूप से भाग ले रही है। 2010 में, ट्यूरिंग द्वारा ग्राफीन की कीमत 5,000 युआन प्रति ग्राम तय की गई थी, जिसे "ग्राफीन सोने से 15 गुना अधिक महंगा होने" के रूप में जाना जाता था। 2015 में, ट्यूरिंग टेक्नोलॉजी ने एक तकनीकी सफलता हासिल की, जिससे ग्राफीन पाउडर की कीमत 1 युआन प्रति ग्राम से कम हो गई, और इसने चीन की पहली ग्राफीन पाउडर उत्पादन लाइन भी बनाई जिसकी वार्षिक क्षमता 5,000 टन थी, जिससे ग्राफीन की उच्च उत्पादन लागत की उद्योग समस्या का समाधान हो गया। ट्यूरिंग टेक्नोलॉजी द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित ग्राफीन उत्पादन के लिए भौतिक विधि ग्राफीन उत्पादन में अपशिष्ट एसिड और अपशिष्ट जल की समस्याओं का समाधान करती है, जिससे स्वच्छ उत्पादन का एहसास होता है। अब तक, ट्यूरिंग टेक्नोलॉजी ने ग्राफीन पाउडर के उत्पादन के लिए छठी पीढ़ी की तकनीक विकसित की है, जो उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफीन का पर्यावरण के अनुकूल, कम लागत वाला, बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त करती है।

  ग्राफीन को नए ऊर्जा बैटरी, समुद्री इंजीनियरिंग, समग्र सामग्री, थर्मल कंडक्टिव सामग्री, सुपरकैपेसिटर, समुद्री जल विलवणीकरण और बायोमेडिसिन जैसे कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है। 2014 में, कंपनी ने नवीन रूप से "ग्राफीन+" अवधारणा का प्रस्ताव रखा, ग्राफीन को नए ऊर्जा, उच्च-प्रदर्शन समग्र सामग्री और कोटिंग्स जैसे अनुप्रयोग क्षेत्रों में पेश किया, जिससे ग्राफीन अनुप्रयोगों के लिए एक नई स्थिति खुल गई। इसने अब लिथियम बैटरी के लिए समर्पित ग्राफीन प्रवाहकीय एजेंट, रबर और प्लास्टिक के लिए समर्पित ग्राफीन उत्पाद, और एंटी-संक्षारण कोटिंग्स के लिए समर्पित ग्राफीन उत्पाद लॉन्च किए हैं। लिथियम बैटरी के लिए ट्यूरिंग कंपनी के ग्राफीन प्रवाहकीय एजेंटों को कई घरेलू नई ऊर्जा वाहन बैटरी उद्यमों में सफलतापूर्वक पेश किया गया है, और ग्राफीन हमारे जीवन में प्रवेश कर रहा है।

ट्यूरिंग न्यू मैटेरियल्स "असीमित नवाचार, पूर्णता के लिए प्रयास" की कॉर्पोरेट भावना का पालन करता है और ग्राफीन के अभिनव अनुप्रयोग में एक नया अध्याय बना रहा है।

ग्राफीन ऑक्साइड, ग्राफीन का एक ऑक्साइड है, जिसका रंग भूरा-पीला होता है। बाजार में उपलब्ध सामान्य उत्पादों में पाउडर, फ्लेक और घोल के रूप शामिल हैं। ऑक्सीकरण के बाद, इसमें ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूहों की संख्या बढ़ जाती है, जिससे इसके गुण ग्राफीन की तुलना में अधिक सक्रिय हो जाते हैं। ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूहों के साथ विभिन्न प्रतिक्रियाओं के माध्यम से इसके अपने गुणों में सुधार किया जा सकता है।

ग्राफीन ऑक्साइड शीट, ग्रेफाइट पाउडर के रासायनिक ऑक्सीकरण और एक्सफोलिएशन द्वारा प्राप्त उत्पाद हैं। ग्राफीन ऑक्साइड में एक एकल परमाणु परत होती है, जिसे किसी भी समय पार्श्व आकार में दसियों माइक्रोमीटर तक बढ़ाया जा सकता है। इसलिए, इसकी संरचना सामान्य रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान के विशिष्ट पैमानों को फैलाती है। ग्राफीन ऑक्साइड को एक अपरंपरागत प्रकार की नरम सामग्री के रूप में माना जा सकता है, जिसमें पॉलिमर, कोलाइड, फिल्म और उभयचर अणुओं की विशेषताएं होती हैं। ग्राफीन ऑक्साइड को लंबे समय से पानी में इसकी उत्कृष्ट फैलाव के कारण एक हाइड्रोफिलिक पदार्थ माना जाता है। हालांकि, प्रासंगिक प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि ग्राफीन ऑक्साइड वास्तव में उभयचर है, जिसमें ग्राफीन शीट के किनारे से केंद्र तक हाइड्रोफिलिक से हाइड्रोफोबिक तक एक संपत्ति वितरण होता है। इस प्रकार, ग्राफीन ऑक्साइड सर्फेक्टेंट की तरह इंटरफेस पर मौजूद हो सकता है और इंटरफेस के बीच ऊर्जा को कम कर सकता है। इसकी हाइड्रोफिलिसिटी व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है।

ऑक्सीकरण उपचार के बाद, ग्रेफाइट ऑक्साइड अभी भी ग्रेफाइट की परतदार संरचना को बरकरार रखता है, लेकिन प्रत्येक ग्राफीन शीट पर परतों में कई ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूह पेश किए जाते हैं। इन ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूहों की शुरूआत एक एकल ग्राफीन शीट की संरचना को बहुत जटिल बनाती है। ग्राफीन सामग्री के क्षेत्र में ग्राफीन ऑक्साइड की स्थिति को देखते हुए, कई वैज्ञानिकों ने ग्राफीन सामग्री पर आगे के शोध की सुविधा के लिए ग्राफीन ऑक्साइड की संरचना का विस्तृत और सटीक विवरण प्रदान करने का प्रयास किया है। हालांकि कंप्यूटर सिमुलेशन, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और परमाणु चुंबकीय अनुनाद जैसी विधियों का उपयोग इसकी संरचना का विश्लेषण करने के लिए किया गया है, लेकिन विभिन्न कारणों से ग्राफीन ऑक्साइड की सटीक संरचना अभी तक निर्धारित नहीं की गई है (विभिन्न तैयारी विधियां, प्रयोगात्मक स्थितियों में अंतर, और विभिन्न ग्रेफाइट स्रोत सभी का ग्राफीन ऑक्साइड की संरचना पर निश्चित प्रभाव पड़ता है)। आम तौर पर स्वीकृत संरचनात्मक मॉडल यह है कि हाइड्रॉक्सिल और एपॉक्सी समूह ग्राफीन ऑक्साइड शीट पर बेतरतीब ढंग से वितरित होते हैं, जबकि कार्बोक्सिल और कार्बोनिल समूह शीट के किनारों पर पेश किए जाते हैं। हाल के सैद्धांतिक विश्लेषणों से पता चला है कि ग्राफीन ऑक्साइड के सतह कार्यात्मक समूह बेतरतीब ढंग से वितरित नहीं होते हैं, बल्कि उनमें उच्च डिग्री का सहसंबंध होता है।

शिल्प कौशल

ग्राफीन ऑक्साइड आमतौर पर मजबूत एसिड के साथ ग्रेफाइट को ऑक्सीकरण करके प्राप्त किया जाता है। ग्रेफाइट ऑक्साइड तैयार करने के तीन मुख्य तरीके हैं: ब्रोडी विधि, स्टॉडेनमेयर विधि और हमर्स विधि। उनमें से, हमर्स विधि वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग की जाती है क्योंकि तैयारी प्रक्रिया में इसकी अपेक्षाकृत बेहतर समयबद्धता और उच्च सुरक्षा होती है। इसमें केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड और ग्रेफाइट पाउडर में पोटेशियम परमैंगनेट के बीच एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप किनारों पर व्युत्पन्न कार्बोक्सिलिक एसिड समूहों और मुख्य रूप से फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल और प्लेन पर एपॉक्सी समूहों के साथ भूरे रंग के ग्रेफाइट फ्लेक्स बनते हैं। इन ग्रेफाइट फ्लेक परतों को अल्ट्रासोनिक उपचार या उच्च-कतरनी जोरदार सरगर्मी के माध्यम से ग्राफीन ऑक्साइड में एक्सफोलिएट किया जा सकता है, जिससे पानी में एक स्थिर, हल्के भूरे-पीले रंग का सिंगल-लेयर ग्राफीन ऑक्साइड निलंबन बनता है। संयुग्मित नेटवर्क के गंभीर कार्यात्मककरण के कारण, ग्राफीन ऑक्साइड फ्लेक्स इन्सुलेटिंग गुण प्रदर्शित करते हैं। उन्हें रासायनिक रूप से संशोधित ग्राफीन फ्लेक्स प्राप्त करने के लिए कमी उपचार के माध्यम से आंशिक रूप से कम किया जा सकता है। हालांकि अंतिम ग्राफीन उत्पाद या कम ग्राफीन ऑक्साइड में कई दोष होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मूल ग्राफीन की तुलना में कम चालकता होती है, यह ऑक्सीकरण-एक्सफोलिएशन-कमी प्रक्रिया पानी में अघुलनशील ग्रेफाइट पाउडर को प्रभावी ढंग से संसाधित कर सकती है, जो कम ग्राफीन ऑक्साइड का उत्पादन करने का एक तरीका प्रदान करती है। इसके अलावा, इसकी सरल प्रक्रिया और समाधान प्रसंस्करण क्षमता के कारण, बड़े पैमाने पर उत्पादन पर विचार करने वाली औद्योगिक प्रक्रियाओं में, उपरोक्त प्रक्रिया ग्राफीन से संबंधित सामग्री और घटकों के निर्माण के लिए एक अत्यधिक आकर्षक प्रक्रिया बन गई है।

आज तक, ग्राफीन ऑक्साइड तैयार करने के नए तरीके एक के बाद एक सामने आए हैं, जिन्हें मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: टॉप-डाउन तरीके और बॉटम-अप तरीके। पूर्व दृष्टिकोण में फ्लेक ग्रेफाइट और अन्य सामग्रियों को ग्राफीन ऑक्साइड तैयार करने के लिए विभाजित करना शामिल है, जो पारंपरिक तीन विधियों के बेहतर संस्करणों द्वारा दर्शाया गया है, और इसमें कार्बन नैनोट्यूब को विभाजित (तोड़ना) जैसी विधियां भी शामिल हैं। बाद वाला विभिन्न कार्बन स्रोतों का उपयोग करके संश्लेषण की विधियों को संदर्भित करता है, विशिष्ट विधियाँ विविध और असंख्य हैं।

अनुप्रयोग

सामग्री का अनुप्रयोग क्षेत्र बहुत व्यापक है। ग्राफीन ऑक्साइड एक नए प्रकार की कार्बन सामग्री है जिसमें उत्कृष्ट प्रदर्शन है, जिसमें एक उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र और प्रचुर मात्रा में सतह कार्यात्मक समूह हैं। ग्राफीन ऑक्साइड कंपोजिट, जिसमें बहुलक-आधारित कंपोजिट और अकार्बनिक कंपोजिट शामिल हैं, में और भी व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्र हैं। इसलिए, ग्राफीन ऑक्साइड का सतह संशोधन एक और शोध फोकस बन गया है।

शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड फिजिक्स, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज ने पाया कि पीसीआर तकनीक में ग्राफीन ऑक्साइड लगाने से पीसीआर की विशिष्टता, संवेदनशीलता और प्रवर्धन उपज में काफी सुधार हो सकता है। यह प्रवर्धन के दौरान बनने वाले प्राइमर डिमर्स को भी खत्म कर सकता है, जिसमें एक विस्तृत अनुकूलन सीमा होती है, और इसे विभिन्न सांद्रता और जटिलताओं के डीएनए टेम्पलेट्स पर व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है। पीसीआर तकनीक में उपयोग किए गए अन्य कार्बन नैनोमटेरियल्स की तुलना में, ग्राफीन ऑक्साइड का पीसीआर अनुकूलन पर अधिक उत्कृष्ट व्यापक प्रभाव पड़ता है।

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