გრაფიტის ფხვნილი არის ერთგვარი წვრილი ფხვნილი მასალა, რომელიც დამზადებულია ნახშირბადისგან მაღალი ტემპერატურის პიროლიზის ან კარბონიზაციის შემდეგ და მისი მთავარი კომპონენტია ნახშირბადი. გრაფიტის ფხვნილს აქვს უნიკალური ფენიანი სტრუქტურა, რომელიც ნაცრისფერი შავი ან ღია შავია. მისი მოლეკულური წონაა 12.011.
გრაფიტის ფხვნილის მახასიათებლები შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად:
1. მაღალი გამტარობა და თბოგამტარობა: გრაფიტის ფხვნილი კარგი გამტარი და თბოგამტარობის მასალაა, მაღალი თბოგამტარობით და გამტარობით. ეს ძირითადად განპირობებულია გრაფიტში ნახშირბადის ატომების მჭიდრო განლაგებით და ფენიანი სტრუქტურით, რაც აადვილებს ელექტრონებისა და სითბოს გატარებას.
2. კარგი ქიმიური ინერტულობა: გრაფიტის ფხვნილს აქვს კარგი ქიმიური სტაბილურობა და ინერტულობა ნორმალურ პირობებში და არ რეაგირებს ნივთიერებების უმეტესობასთან. ამიტომაც გრაფიტის ფხვნილი ფართოდ გამოიყენება ელექტრონული და ქიმიური მასალების, მაღალი ტემპერატურის კოროზიისგან დაცვის სფეროში და ა.შ.
3. მას აქვს გარკვეული მექანიკური სიმტკიცე: სხვა ნანო-მასალებთან შედარებით, გრაფიტის ფხვნილს აქვს უფრო მაღალი ზემოქმედების წინააღმდეგობა, ექსტრუზიის წინააღმდეგობა და ბზარის წინააღმდეგობა, რამაც შეიძლება გარკვეულწილად გააძლიეროს მასალების მექანიკური თვისებები.
გრაფიტის ფხვნილის მომზადების მეთოდები მრავალფეროვანია და გავრცელებული მეთოდებია შემდეგი:
1. პიროლიზი მაღალ ტემპერატურაზე: გაათბეთ ბუნებრივი გრაფიტი ან ქიმიურად სინთეზირებული გრაფიტის კრისტალები მაღალ ტემპერატურაზე (2000 ℃ ზევით), რათა დაშალოს იგი გრაფიტის ფხვნილად.
2. მაღალტემპერატურული კარბონიზაციის მეთოდი: გრაფიტის ფხვნილი მიიღება გრაფიტის ქიმიური რეაქციით გრაფიტის მსგავსი ფენოვანი სტრუქტურის ნედლეულთან. სხვადასხვა ნედლეულის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს მომზადების სხვადასხვა მეთოდად, როგორიცაა ორთქლის ქიმიური ორთქლის დეპონირება, პიროლიზი და კარბონიზაცია.
3. მექანიკური მეთოდი: მექანიკური დაფქვისა და სკრინინგის ოპერაციების მეშვეობით ხდება ბუნებრივი გრაფიტის ან სინთეტიკური გრაფიტის მასალების დამუშავება გრაფიტის ფხვნილის მისაღებად.
მომზადების სხვადასხვა მეთოდს განსხვავებული გავლენა აქვს გრაფიტის ფხვნილის ხარისხზე, სისუფთავესა და მორფოლოგიაზე. პრაქტიკულ გამოყენებაში, მომზადების შესაფერისი მეთოდები უნდა შეირჩეს სხვადასხვა მოთხოვნების შესაბამისად.
1. ელექტრონული და ქიმიური მასალები: გრაფიტის ფხვნილი შეიძლება მომზადდეს გამტარ და თბოგამტარ პოლიმერულ კომპოზიტებად, რომლებიც გამოიყენება ელექტრონულ მოწყობილობებში, ბატარეებში, გამტარ მელანებში და სხვა სფეროებში. მაგალითად, ელექტროდის მასალებში გრაფიტის ფხვნილს შეუძლია გაზარდოს მასალის გამტარობა, გააუმჯობესოს ელექტროდის ელექტროქიმიური მოქმედება და გაახანგრძლივოს ბატარეის მომსახურების ვადა.
2. დაფარვის მასალები: გრაფიტის ფხვნილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა საფარის მოსამზადებლად, როგორიცაა ანტიკოროზიული საფარი, თბოგამტარობის საფარი, ელექტრომაგნიტური დამცავი საფარი და ა.შ. ავტომობილების, თვითმფრინავების, სამშენებლო და ა.შ. გრაფიტის ფხვნილს შეუძლია გააუმჯობესოს მასალების ულტრაიისფერი წინააღმდეგობა და კოროზიის წინააღმდეგობა.
3. კატალიზატორი: გრაფიტის ფხვნილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას კატალიზატორის დასამზადებლად და ფართოდ გამოიყენება ორგანულ სინთეზში, ქიმიურ წარმოებაში და სხვა სფეროებში. მაგალითად, მცენარეული ზეთის ჰიდროგენიზაციისას, გრაფიტის ფხვნილი დამუშავების შემდეგ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კატალიზატორი რეაქციის შერჩევითობისა და მოსავლიანობის გასაუმჯობესებლად.
4. კერამიკული მასალები: კერამიკული მასალების მომზადებისას გრაფიტის ფხვნილს შეუძლია გააუმჯობესოს მისი მექანიკური სიმტკიცე და სხვა თვისებები გამაძლიერებელი ეფექტით. განსაკუთრებით კერმეტებსა და ფოროვან კერამიკაში ფართოდ გამოიყენება გრაფიტის ფხვნილი.
