Графеновый сорбент — это углерод (графит), подвергнутый радикальной деструкции, в результате которой он приобретает принципиально иную внутреннюю структуру и, сооответственно принципиально новые свойства, не присущие другим разновидностям углерода.

   Как известно, углерод является самым распространённым элементом на Земле. Различия между углём, Графеновым сорбентом и алмазом (всё это — один и тот же химический элемент — углерод) определяются их принципиально различной внутренней структурой. Перестраивая внутреннюю структуру, из одной модификации углерода можно получить другую. Если мы к частице графита применим давление в 80 тысяч атмосфер и нагреем её до температуры в 1600°С, то атомы углерода перестроятся из графитовой гексагональной плоскостной структуры в кубическую алмазную, т.е. мы получим настоящий алмаз. И наоборот, если мы нагреем в вакууме алмаз до температуры 1600°С, то он превратится в кусочек обыкновенного графита. Графеновый сорбент по своим свойствам так же резко отличается от графита, как графит — от алмаза.

Метод получения Графенового сорбента из графита.

   Приставка «нано…» обозначает размер порядка 10 ст.-9 метра. Углеродный нанослой — это слой, толщина которого составляет около 10 ст.-9 метра. Такой атомарный углеродный слой называют графеном.

   Строение графита очень похоже на хорошо известный нам предмет, а именно — на обыкновенную настольную книгу, только страницами в случае графита являются графены. Атомы углерода в графенах расположены в виде шестиугольников (гексагоналов), поэтому и говорят, что графены имеют гексагональную структуру. Связи между графенами — слабые (когда мы пишем карандашом, то разрываем эти связи), их называют ван-дер-ваальсовыми связями. Связи между атомами в гексагоналах — сильные (еще их называют ковалентными связями).
   Известно много способов деструкции углерода, позволяющих в той или иной степени разорвать ван-дер-ваальсовы связи. В мире запатентовано более 100 таких способов.

   Мы применяем способ, позволяющий деструктурировать углерод до степени образования углеродных наноструктур — графенов.
   Для этого мы используем определённые химические соединения, которые, путём обычного смачивания проникают в межслоевые пространства графита, и могут находиться в таком состоянии сколь угодно долго, никак себя не проявляя. Но, при нагревании примерно до 300 °С, эти соединения начинают взрывообразно разлагаться, разрывая при этом ван-дер-ваальсовы связи.
   Таким химическим соединением может быть даже вода : при резком нагревании вода превращается в пар, который и разрывает ван-дер-ваальсовы связи. Правда для этого гидрофобный графит необходимо сделать гидрофильным (это не так просто, но возможно), если графит не делать гидрофильным, то вода его просто не смочит.
   В результате кусок графита увеличивается в объёме в - 1000 раз и превращается в легчайший черный пух, содержащий до 20% наноструктур.

   Наиболее авторитетная организация (по Санкт-Петербургу и Северо-Западу России) в области углеродных нанотехнологий - это ЗАО «ИЛИП» (Инновации Ленинградских институтов и предприятий"). В рамках совместной научной деятельности с данной организацией нами были получены электронные фотографии образцов графенового сорбента производства ОАО «Геракл» при различных увеличениях при помощи электронного микроскопа фирмы ZEISS. При снятии электронной фотографии на поверхность образца напылялся субмикронный слой золота.

Выше представлен пример электронной фотографии, полученный при увеличении 25000×.
Из фотографии видно, что изучаемый углеродный наносорбент представляет собой так называемую «нанопланарную структуру» из псевдоплоских образований, имеющих 2 линейных макроразмера в единицы-десятки микрометров и один линейный наногазмер в десятки-сотни нанометров. Указанные псевдоплоские образования спаяны друг с другом по периферии, образуя наноструктуру по типу мятых листов бумаги.

Графеновый сорбент и фуллерены — это различные модификации наноуглерода.

    В 1985 году американские учёные под руководством Р.Смолли в спектрах паров углерода обнаружили чёткие пики, соответствующие кластерам, состоящим из 60 атомов углерода. Дальнейшие исследования показали, что эти кластеры в действительности являются индивидуальными молекулами. Эти молекулы были названы фуллеренами в честь американского архитектора Ричарда Фуллера, впервые построившего геодезический купол, состоящий из шести– и пятиугольников. Открытие новой формы углерода было удостоено Нобелевской премии.
Фуллерены — это исторически первая разновиднсть наноуглерода, полученная учёными. Другие разновидности наноуглерода (в частности, графены) были получены позже, и во многом — как «боковой результат» изучения свойств фуллеренов. По нашему мнению, графены имеют, по крайней мере, не меньшее, чем фуллерены, значение как в научном, так и в прикладном планах.

   Похоже на мистику, но факт: великий Леонардо да Винчи нарисовал для книги Луки Пачоли «О совершенстве мира», изданной в начале XVI века, совершенную молекулу, состоящую из 60 атомов и представляющую собой усеченный икосаэдр. Именно такой мы видим сегодня молекулу фуллерена — один к одному, имеет место полное соответствие (метрический инвариант) точек двух множеств. Предвидение длиной в 500 лет!

Основные физико–химические свойства Графенового сорбента:

• Графеновый сорбент химически инертен, электропроводен, гидрофобе н (краевой угол смачивания более 90 градусов), устойчив к агрессивным средам, экологически чист.
• Содержание углерода не менее 99,5%, насыпная плотность — 5—10 кг/м3 (в зависимости от способа изготовления).
• Удельная поверхность – 700—1300 м2 на 1 г.
• Удельный объём пор Графенового сорбента – 30—60 см3 на 1 г.
• Диапазон рабочих температур: от -60°С до +3000°С.
• Возврат присоединённого вещества – до 98%.