Oxidy grafenu nabízejí celou řadu unikátních vlastností, včetně schopnosti tvořit kapalné krystaly. K jejich efektivnímu využití je však potřeba uspořádat je do složitých 3D tvarů s velkou plochou povrchu.
Podobně jako u grafenu mají i plátky jeho oxidu tloušťku atomu. Potřeba zvýšení jejich účinnosti v mnoha aplikacích ovšem vyvolává hledání cest k jejich uspořádání do optimálních prostorových struktur a vytváření užitečných aerogelů a hydrogelů oxidu grafenu.
Aravind Vijayaraghavan z britského institutu National Graphene Institute (NGI) vedl tým odborníků, který ke zmíněnému účelu využil mechanismus toroidního víru zodpovědného třeba za elegantní kroužky kouře. Částice oxidu grafenu jsou přitom výjimečně účinné při absorpci kontaminujících látek ve vodě.
Vědci prostudovali vliv rozmanitých faktorů, které se podílejí na vzniku těchto částic. Poté mohli upravit proces tvorby částic oxidu grafenu tak, aby výsledné částice měly požadovaný tvar a byly co nejúčinnější při čištění vody pomocí absorpce. Vijayaraghavan a jeho kolegové tímto způsobem vytvořili částice, které měly tvary kulovité, toroidní (tedy jako donuty) nebo přechodné, připomínající medúzu. Ke sledování procesu tvorby částic jim posloužila vysokorychlostní fotografie.
Jak uvedla Vijayaraghavanova kolegyně Kaiwen Nieová, při tvorbě částic oxidu grafenu mohou nastavit parametry povrchu uvedených částic a změnit jejich chemii tak, aby dokázaly absorbovat kladně, nebo naopak záporně nabité částice znečisťujících látek. Částice oxidu grafenu je možné vytvořit i takovým způsobem, že absorbují elektricky neutrální znečišťující látky nebo těžké kovy. Díky tomu lze velmi efektivně čistit vodu i jiné kapaliny.
Vytváření částic grafenového aerogelu © University of Manchester