Det är enkelt och ekonomiskt att göra glänsande pellets av grafit av funktionaliserad grafen, enligt forskare vid Rice University.

En rapport i Kol visar hur kemiskt förändrat grafenpulver kan pressas till en lätt, semiporöst fast material som behåller många av de starka och ledande egenskaperna hos grafit, formen av kol som finns i pennor, smörjmedel och många andra produkter som normalt kräver högtemperaturbearbetning.

Mohamad Kabbani, en före detta doktorand av Rice material scientist Pulickel Ajayan och huvudförfattare till tidningen, visade det miljövänliga, skalbar process kan göras på några minuter för hand genom att mala kemiskt modifierad grafen till ett pulver och använda en handdriven press för att pressa pulvret till en fast pellet.

Kabbani har tidigare visat hur kolnanorör kan förvandlas till grafen med en mortel och mortelstöt snarare än starka kemikalier. Den här gången, han och hans kollegor visade hur man gör en pellet i batteristorlek, men grafenpulvret med kemiska funktioner kopplade till det kan pressas till vilken form som helst. Kabbani sa att materialet kan vara lämpligt för strukturella, katalytisk, elektrokemiska och elektroniska tillämpningar.

"Det här är första gången någon gör dessa i rumstemperatur och utan mycket högt tryck, ", sa han. "Vanligtvis kräver den här typen av material sintring (en process som använder tryck eller värme för att bilda fasta ämnen utan att smälta dem) vid temperaturer över 1, 000 grader Celsius för att producera starka pellets. I detta fall, Mekanokemi på nanoskala sparade oss mycket energi och pengar."

Processen började med två uppsättningar funktionaliserade nanorör, en med karboxylsyra och den andra med hydroxylmolekyler. När de har krossats för att kombinera dem antingen för hand eller maskin, de placeras i en hydraulisk press i labbskala och utsätts för 5 ton tryck. De funktionella grupperna tvärlänkade grafenarken till varandra, och även om inga vätskor var inblandade, de producerade en liten mängd vatten som en biprodukt av reaktionen, sa Kabbani.

Pelletsen förblev stabila när de placerades i varmt vatten i fem timmar, även vid omrörning; detta bekräftade sammankopplingen av grafenarken inuti, rapporterade forskarna.

Kombinationen av låg vikt, hög hållfasthet och hög ledningsförmåga är tilltalande för applikationer som ledande kablar och elektroder, sa Kabbani. "Pelletmaterialet är starkare och lättare än kommersiella grafitelektroder och kan vara lovande för elektriska lagringsapplikationer med hög energi- och effekttäthet, " han sa.