🔴🦠💉「酸化グラフェン」を懸濁液（けんだくえき）から見えるようにする

実験3a：単一グラフェン層-再積層の現象

機材・薬品：スナップリッドグラス（50ml）、水差し、ビーカー（100ml）、吸引ボトル、濾紙、ヌッチ、ビーカー（25ml）、マグネチックスターラー、亜ジチオン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、酸化グラフェン

実験開始

酸化グラフェンは実験1と同様に準備し、スプレーボトルや水道の蛇口から軽く水を噴射して濾紙から溶かし、ビーカーに移す。水性で塩分を含まない酸化グラフェン懸濁液は、清潔な吸引ボトルの上で再び吸い取られる。  採取した透明な液体のうち約25mlをスナップリッドグラスに移します。スナップリッドジャーを加熱可能なマグネチックスターラーの上に置き、内容物を約80℃に加熱して液体を注ぎます。

ビーカーの中で、0.45gの亜ジチオン酸ナトリウムと1.8gの水酸化ナトリウムを混合し、10mlの水に溶かして、スナップリッドグラスの中の酸化グラフェンの懸濁液に加えます。  スナップリッドグラスの内容物を約45分間観察します。

観察

ジチオニン酸ナトリウム溶液を加えると、透明な液体がわずかに曇る。最初の10分間は、小さな黒い粒子が現れ、溶液は「灰色のベール」に包まれます。 実験が進むにつれて、粒子はますます凝集して大きな黒いフレークとなり、最後には容器の底に沈みます。45分後、溶液は再び非常に透明になります。

図12：ジチオン酸ナトリウムによる透明なGO溶液の還元」から「グラフェン」が現れる。図1：透明なGO溶液、図2：ジチオニン酸ナトリウムを混合したGO溶液、図3～図8：5分後、10分後、15分後、25分後、35分後、45分後の観察結果。

結果

肉眼で見える多層酸化グラフェン粒子はろ紙の上に滑り落ち、小さな単層、二層、三層の酸化グラフェン分子や凝集体はろ紙の孔を通って吸い込まれ、溶液に溶解したままとなる。

実験2で述べたように、ジチオン酸ナトリウムを用いて、酸化グラフェン層をグラフェンに還元する。酸化グラフェンが酸素を含む官能基により極性を持つのに対し、グラフェン分子は非極性物質のように振る舞う。ここで、溶液中に浮遊している個々のグラフェン分子が出会うと、図10のようにファンデルワールス相互作用を形成して、お互いにくっつく可能性がある。時間に応じて、ミクロ的には小さなグラフェン分子が凝集し、マクロ的には目に見える、より大きな複合体や粒子を形成する[16-19]。

図13：極性媒体中で個々のグラフェン層が凝集し、大きな複合体を形成する。

グラフェンを使ったストレージシステムがまだ実用化されていないのは、この「リスタッキング」と呼ばれるプロセスが原因である。グラフェン電池では、数回の充放電を繰り返すだけで、グラフェン層が凝集してグラファイト状の複合体を形成する。グラフェンのユニークな特性。高い活性表面と良好な導電性は、段階的な充放電サイクルによって著しく損なわれたり失われたりする[18]。

実験3aの最小の酸化グラフェン粒子は肉眼では見えないため、ジチオナイトによる還元後にグラフェンフレークが「無」から出現したように見えるのだ。

酸化グラフェン粒子の存在を示すもう一つの証拠として、ティンダル効果が挙げられる。  チンダル効果とは，本来は透明な溶液中の光ビームが，溶液中の最小のコロイド粒子からの反射によって見えるようになる現象を指す[14]。

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ソース

GraphenOxid aus Suspension sichtbar machen

🔎 Graphene Agenda 💉

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🐉 実験1と2も気になりますね👀。記事を探していますがなかなか見つけられず…。見つけ次第、翻訳投稿します。