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Dec 10, 2023

Ceylon-Graphit übertrifft andere Graphitmaterialien in einem bahnbrechenden Graphen

Vancouver, BC, 19. Juli 2023 (GLOBE NEWSWIRE) – Ceylon Graphite Corp. („Ceylon“) (TSX-V: CYL) (OTC: CYLYF) (FWB: CCY) freut sich bekannt zu geben, dass Ceylon-Graphit eine neue Konzentration erreicht hat Und

Vancouver, BC, 19. Juli 2023 (GLOBE NEWSWIRE) – Ceylon Graphite Corp. („Ceylon“) (TSX-V: CYL) (OTC: CYLYF) (FWB: CCY) freut sich bekannt zu geben, dass Ceylon-Graphit eine neue Konzentration erreicht hat und Leitfähigkeitsaufzeichnungen, wenn sie bei der Herstellung einer anpassbaren Sensorplattform für die chemische Sensorik untersucht werden. Die Forschung, die im „Nanoscale“ Journal der Royal Society of Chemistry veröffentlicht wurde, wurde von Partnern am Molecular Sciences Research Hub am Imperial College London durchgeführt und nutzte speziell Ceylons Adergraphit, um eine sprühbare Graphentinte mit niedriger Oberflächenspannung herzustellen, die der Schlüssel dazu war die Funktionalität des Sensors.

Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der im Januar 20231 abgeschlossenen Testergebnisse:

Ceylon-Graphit wurde zur Herstellung hochkonzentrierter Graphen/Polyvinylpyrrolidon-Tinten mit rekordverdächtigen Konzentrationen von bis zu 3,2 mg mL-1 verwendet.

Raman-Spektroskopie wurde verwendet, um hochwertige Graphenflocken zu zeigen, die durch Flüssigphasen-Peeling hergestellt wurden.

Das auf Ceylon basierende Graphengerät wurde erfolgreich zur Bestimmung des pH-Werts im Bereich von pH 3 bis 11 eingesetzt.

Diese Ergebnisse zeigen das Potenzial von hochwertigem Graphit, die nächste Generation nanomaterialbasierter Diagnostik für die biologische und chemische Sensorik zu ermöglichen.

„Unsere Ergebnisse unterstreichen die vielversprechenden pH-Messfähigkeiten der Ceylon-Graphen-basierten Geräte zur pH-Messung, die für eine Vielzahl medizinischer und umweltbezogener Anwendungen eingesetzt werden können“, sagte Dr. Felice Torrisi, korrespondierende Autorin dieser Arbeit und Hauptforscherin. „Insbesondere der gesprühte „Electrolyte-Gated Graphene Field-Effect Transistor“ (EG-GFET), der aus Ceylon-Graphit hergestellt wird, übertrifft jeden anderen EG-GFET, der mit einer anderen Technik hergestellt wurde, und demonstriert die einzigartigen Eigenschaften von Ceylon-Graphit für hochwertige Graphentinten Elektronikqualität, geeignet für großflächige gedruckte Elektronik, integrierte Schaltkreise und Sensorik. Wir betrachten dies als einen Durchbruch mit Ceylon-Adergraphit, der darauf abzielt, das Potenzial von Graphentinten für gedruckte Elektronik auszuschöpfen, indem Hochleistungsgeräte demonstriert werden, die für Anwendungen geeignet sind, die von flexibler und tragbarer Elektronik bis hin zu Sensorik und Automobilbau reichen.“

„Wir freuen uns, dass weltweit führende Forscher die Vorteile unseres kohlenstoffreichen Ganggraphits und seine potenziellen Anwendungen in der Welt der Graphen- und Nanotechnologien entdeckt haben“, sagte Sasha Jacob, CEO von Ceylon. „Dies ist ein Schlüsselbereich unserer zukünftigen Entwicklung und einer, der unser Portfolio um margenstarke Mehrwertprodukte erweitert.“

Dr. Felice Torrisi ist Dozentin für Chemie von 2D-Materialien und tragbarer Elektronik am Department of Chemistry des Imperial College London und Fellow des Trinity College in Cambridge. Zuvor hatte er eine Universitätsdozentur für Graphentechnologie am Department of Engineering der Universität Cambridge inne, wo er gemeinsam das Centre for Doctoral Training in Graphene Technology und das Cambridge Graphene Centre leitete.

Ergebnisse im Überblick:

Graphen-Tintenformulierung

Graphentinten haben sich als neues revolutionäres Element für leistungsstarke gedruckte, flexible und tragbare Elektronik herausgestellt.2 Unter den verschiedenen verfügbaren Methoden zur Herstellung von Graphentinte wurde aufgrund ihrer Einfachheit und Kompatibilität die beschallungsunterstützte Flüssigphasenpeelingung (LPE) ausgewählt mit niedrigsiedenden Lösungsmitteln. Bei diesem Verfahren werden Graphit (in Pulver oder Flocken) und Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt, wie 2-Propanol (IPA), zusammen mit kleinen Mengen (20 mg) des Polymerstabilisators behandelt, wodurch eine Graphentinte mit den gewünschten elektronischen Eigenschaften entsteht gedruckte Elektronik und deutlich längere Haltbarkeit der Tinte. Als Lösungsmittel für die Graphentinte wurde IPA ausgewählt, da es einen Siedepunkt von 82 °C und eine beeindruckend niedrige Oberflächenspannung von nur 20,34 mN m−1 aufweist und damit die Kriterien für eine skalierbare Sprühbeschichtung sowie den Tintenstrahldruck des optimierten Materials erfüllt Tinte.3 Der Ultraschallprozess dauert 9 Stunden und sorgt für eine gründliche Ablösung der Graphitflocken. Anschließend wird eine Zentrifugation bei 2.000 – 13.000 g durchgeführt, um die Tinte weiter zu verfeinern und alle verbleibenden nicht abgeblätterten Flocken effektiv zu entfernen.

Das optische Absorptionsspektrum (OAS) der Graphentinte, wie in Abbildung 1a dargestellt, zeigt das charakteristische Profil, das mit Graphentinten verbunden ist, ein flaches Absorptionsmuster im sichtbaren Spektrum und einen markanten Peak im UV-Bereich, was bestätigt, dass die Tinte hauptsächlich zusammengesetzt ist durch hochwertige Graphenflocken. Die Konzentration der Graphenflocken in der Tinte wird auf ~ 1 mg mL-1 geschätzt, wenn sie bei 13.000 g zentrifugiert wird, und auf bis zu 3,2 mg mL-1, wenn sie bei 2.300 g zentrifugiert wird (Abbildung 1b). Diese Konzentration übertrifft die in der Literatur angegebenen Konzentrationen für durch Polyvinylpyrrolidon (PVP) stabilisierte Graphentinten um eine Größenordnung, was die außergewöhnliche Qualität und das Potenzial dieser Formulierung unterstreicht.

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Abbildung 1: Ceylon-Tinten weisen optimale Graphen/PVP-Tintenkonzentrationen auf. a) OAS-Daten für Ceylon-basierte Graphen/PVP-Tinte. b) Ceylon-basierte Graphen/PVP-Tinte kann mehr als das Dreifache der Flockenkonzentration aufnehmen als zuvor berichtete Tinten, wenn sie unter ähnlichen Bedingungen hergestellt wird.

Anwendung: Ein Graphen-Feldeffekttransistor als skalierbarer und kostengünstiger Hochleistungs-Biosensor

Der EG-GFET-Kanal wird mithilfe eines automatischen Sprühbeschichtungsprozesses gebildet, der eine gleichmäßige und skalierbare Abscheidung der Graphentinte auf dem PCB-Teststreifen gewährleistet. Die Graphentinte weist hervorragende Benetzungseigenschaften auf, die zur Gleichmäßigkeit des Films beitragen. Da die einzelnen Tintentröpfchen vor dem Verdampfen zu einem dünnen Film verschmelzen, spielt dieses Benetzungsverhalten eine entscheidende Rolle für die Gleichmäßigkeit.

Während die Zugabe von PVP-Stabilisator die Konzentration und Stabilität der Tinte erhöht, ist es wichtig zu beachten, dass PVP aufgrund seiner isolierenden Eigenschaften bekanntermaßen die elektrische Leitfähigkeit von nanostrukturierten Graphen-Dünnfilmen negativ beeinflusst. Es wurde jedoch eine Lösung gefunden, indem eine Xenon-IPL-Quelle (Intensiv Pulsed Light) verwendet wird, die das PVP-Polymer effektiv abbaut, ohne das PCB-Substrat Temperaturen auszusetzen, die seine Zersetzungsschwelle überschreiten. Diese Methode erweist sich für diesen speziellen Anwendungsfall als am besten geeignet. Die sprühbeschichtete Graphentinte erreichte nach dem IPL-Tempern einen ungefähren Kanalwiderstand von 100 Ω, der für flexible Elektronik und Kunststoffelektronik geeignet ist und derzeit in der Industrie verwendet wird.

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Abbildung 2: Photonisches Tempern von Ceylon-basiertem Graphen verbessert die elektrischen Eigenschaften. a) Raman-Spektroskopiedaten, die das Fehlen einer merklichen Veränderung beim photonischen Tempern belegen. b) IPL-Glühen führt zu einer Verringerung des Widerstands des Graphenfilms.

Die Qualität der Graphenflocken wird mittels Raman-Spektroskopie beurteilt. Abbildung 2a zeigt typische Raman-Spektren der auf Si/SiO2 abgeschiedenen Graphentinte vor und nach dem photonischen Tempern (schwarze bzw. rote Kurve), um mögliche Auswirkungen auf die SLG/FLG-Flocken zu überwachen. Die roten und schwarzen Kurven in Abbildung 2a zeigen die charakteristischen D-Peaks bei etwa 1346 cm-1, 2D-Peaks bei etwa 2690 cm-1 und G-Peaks bei etwa 1581 cm-1 (rot) und 1580 cm-1 (schwarz). Der D-Peak weist eine Halbwertsbreite (FWHM) von 37,9 cm−1 (rot) und 38,9 cm−1 (schwarz) auf. Diese Werte stimmen mit denen für LPE-Graphentinten überein, was auf die hohe Qualität der SLG- und FLG-Flocken in der Graphentinte und das Fehlen merklicher Veränderungen beim photonischen Tempern hinweist.

Um den Einfluss des photonischen Temperns auf den elektrischen Widerstand des EG-GFET-Kanals zu beurteilen, wird der PCB-Teststreifen drei verschiedenen Intensitäten der Xenon-IPL-Energie (IPL) ausgesetzt. Die Exposition bei 2,5 J cm-2, 3,75 J cm-2 und 5,0 J cm-2 führt zu einer ähnlichen Abnahme des Widerstands von 310 Ω (nicht getempert, rote Kurve) auf 112 Ω, 108 Ω bzw. 115 Ω . Folglich wird für alle nachfolgenden Experimente die niedrigste IPL-Energie (2,5 J cm−2) verwendet, was einen erhöhten Kanalwiderstand gewährleistet und gleichzeitig das Risiko einer PCB-Beschädigung minimiert.

Die Reaktion der EG-GFETs auf Schwankungen des pH-Werts wurde durch die Durchführung von Experimenten untersucht, bei denen der pH-Wert der Lösung mithilfe einer starken Base oder Säure verändert und gleichzeitig die entsprechende Reaktion überwacht wurde. Die erhaltenen Ergebnisse geben wertvolle Einblicke in die pH-Empfindlichkeit der EG-GFETs. Abbildung 3a zeigt die Beziehung zwischen dem Drain-Strom (ID) und der Gate-Source-Spannung (VGS) für die EG-GFETs, die pH-Werten im Bereich von 3 bis 11 ausgesetzt sind. Bemerkenswerterweise zeigt das Diagramm eine erkennbare Verschiebung des Dirac-Punkts von 60 mV bis 270 mV, was die Empfindlichkeit der Geräte gegenüber pH-Änderungen anzeigt. Es ist wichtig hervorzuheben, dass diese pH-Empfindlichkeit auf die Art und Dichte unbeabsichtigter Defekte zurückzuführen ist, die während des LPE-Prozesses entstehen.

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Abbildung 3: pH-Reaktion eines Ceylon-basierten Graphen-Chemiesensors. a) Verschiebung der charakteristischen elektrischen Übertragungskurven von EG-GFETs bei sich änderndem pH-Wert der Lösung. b) Vorübergehende pH-Änderung im Bereich von 7,2 – 7,5 pH-Einheiten.

Die entsprechende pH-abhängige Verschiebung des Dirac-Punkts ist in Abbildung 3a dargestellt und zeigt einen maximalen Dirac-Punkt von 270 mV bei pH 11. Eine lineare Anpassungsanalyse der Dirac-Punktwerte (rote gestrichelte Linie) zeigt eine Empfindlichkeit von 25,8 ± 0,5 mV pro pH innerhalb des linearen pH-Bereichs von 11 bis 3. Während diese Empfindlichkeit unter das theoretische Maximum der Nernst-Gleichung (59,16 mV pro pH) fällt, übertrifft sie Graphen-pH-Sensoren, die mit alternativen Graphen-Herstellungstechniken wie chemischer Gasphasenabscheidung hergestellt wurden ( CVD)-gewachsenes Graphen auf SiO2 (21–22 mV pro pH), suspendiertes Graphen (17 mV pro pH), epitaktisches Graphen auf Siliziumkarbid (19 mV pro pH) und mechanisch exfoliertes Graphen auf SiO2 (20 mV pro pH). Darüber hinaus zeigen die in Abbildung 3b beobachteten vorübergehenden pH-Änderungen, wie die Graphengeräte auf pH-Änderungen in < 10 s reagieren, mit einer Auflösung von nur 0,04 pH-Einheiten. Diese Ergebnisse unterstreichen die vielversprechenden pH-Messfähigkeiten der Ceylon-Graphen-basierten Geräte zur pH-Messung, die für eine Vielzahl von medizinischen und Umweltanwendungen eingesetzt werden können.

Abschließende Bemerkungen:

Ceylon verfügt über die richtigen Eigenschaften, um ein wichtiger Akteur bei der Herstellung von Graphentinten zu werden, und erreichte laut OAS-Schätzung die höchsten Konzentrationen an Graphenflocken in den Tinten. Diese hohe Konzentration an Graphenflocken bietet mehrere Vorteile während des Sprühbeschichtungsprozesses. Erstens fördert es eine verbesserte Gleichmäßigkeit bei der Abscheidung der Graphentinte. Darüber hinaus führt die Erhöhung des Graphen-PVP-Verhältnisses zu einer erhöhten Flockenleitfähigkeit, da eine übermäßige PVP-Ablagerung die Leitfähigkeit beeinträchtigen kann. Die Raman-Spektroskopie-Analyse der funktionalisierten Graphentinte zeigte Ergebnisse, die mit denen von LPE-Graphen übereinstimmen, was auf einen Bereich mit geringen Defekten hinweist. Diese Eigenschaft verbessert die Gesamtqualität und Leistung der Graphentinte weiter.

Die Kombination dieser einzigartigen Eigenschaften ermöglichte erstmals die erfolgreiche Erkennung des pH-Werts mithilfe einer Lab-on-PCB-Architektur. Der auf Graphen basierende Sensor zeigte eine pH-Empfindlichkeit von 25 mV pro pH-Einheit und demonstrierte damit seine Fähigkeit, pH-Schwankungen präzise zu messen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Reaktionszeit des Sensors weniger als 10 Sekunden beträgt, was seine schnelle und effiziente Leistung unterstreicht. Dieser Durchbruch in der pH-Messung mithilfe der Lab-on-PCB-Plattform zeigt das Potenzial von aus Ceylon gewonnenem Graphen für die Ermöglichung fortschrittlicher Sensortechnologien

Über Ceylon Graphite Corp.

Ceylon ist ein an der TSX Venture Exchange notiertes börsennotiertes Unternehmen, das sich mit dem Abbau von Graphit sowie der Entwicklung und Vermarktung innovativer Graphen- und Graphitanwendungen und -produkte beschäftigt. Der in Sri Lanka abgebaute Graphit zählt bekanntermaßen zu den hochwertigsten der Welt und hat sich als geeignet für eine einfache Aufrüstbarkeit für eine Reihe von Anwendungen erwiesen, darunter die wachstumsstarken Märkte für Elektrofahrzeuge und Batteriespeicher sowie das Baugewerbe und das Gesundheitswesen sowie Farben und Beschichtungen. Die Regierung von Sri Lanka hat der hundertprozentigen Tochtergesellschaft von Ceylon, Sarcon Development (Pvt) Ltd., eine IML-Lizenz der Kategorie A für ihre K1-Mine und Explorationsrechte in einem Landpaket von über 120 km² erteilt. Diese Explorationsgitter (jeweils eine Fläche von einem Quadratkilometer) decken Gebiete mit historischer Graphitproduktion aus dem frühen 20. Jahrhundert ab und stellen einen Großteil der bekannten Graphitvorkommen in Sri Lanka dar.

Weitere Informationen zu Ceylon finden Sie unter www.ceylongraphite.com

Sasha Jacob, Chief Executive Officer und Rita Thiel, Vorsitzende des Verwaltungsrates

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Unternehmenskommunikation

+1(604) 924-8695

Weder die TSX Venture Exchange noch ihr Regulierungsdienstleister (wie dieser Begriff in den Richtlinien der TSX Venture Exchange definiert ist) übernehmen die Verantwortung für die Angemessenheit oder Genauigkeit dieser Pressemitteilung

VORAUSSCHAUENDE AUSSAGEN:

Diese Pressemitteilung enthält zukunftsgerichtete Informationen im Sinne der geltenden Wertpapiergesetze, die sich auf zukünftige Ereignisse oder zukünftige Leistungen beziehen und die aktuellen Erwartungen und Annahmen des Managements widerspiegeln. Die zukunftsgerichteten Informationen umfassen Aussagen über den potenziellen Wert von Graphentinten, die mit Ceylon-Graphit hergestellt werden, Anwendungen für zukünftige Graphentintentechnologien, Ceylons Rolle als potenzieller Marktführer bei der Herstellung von Graphentintentechnologien, Erwartungen im Zusammenhang mit der Entwicklung von Ceylons Grundstücken, strategische Partnerschaften, potenzielle Kunden und Verkäufe, Pläne für Ceylons Tochtergesellschaften und Ceylons Bergbaubetriebe. Solche zukunftsgerichteten Aussagen spiegeln die aktuellen Überzeugungen des Managements wider und basieren auf Annahmen und Informationen, die Ceylon e derzeit zur Verfügung stehen, einschließlich der Annahme, dass es keine wesentlichen nachteiligen Änderungen gibt, die sich auf die Entwicklung und Produktion in der M1-Mine oder auf anderen Liegenschaften im Zusammenhang mit Tests auswirken Damit die Leistung von Ceylons Ganggraphitmaterial korrekt ist, wird es keine wesentlichen nachteiligen Änderungen bei den Graphit- und Metallpreisen geben, es wird weiterhin eine Nachfrage nach Graphitbatterien geben und alle erforderlichen Zustimmungen, Lizenzen, Erlaubnisse und Genehmigungen werden eingeholt, einschließlich verschiedener lokaler Genehmigungen Regierungslizenzen. Anleger werden darauf hingewiesen, dass diese zukunftsgerichteten Aussagen weder Versprechen noch Garantien darstellen und Risiken und Ungewissheiten unterliegen, die dazu führen können, dass zukünftige Ergebnisse erheblich von den erwarteten abweichen. Zu den Risikofaktoren, die dazu führen könnten, dass die tatsächlichen Ergebnisse erheblich von den in den zukunftsgerichteten Informationen ausgedrückten oder implizierten Ergebnissen abweichen, gehören unter anderem, dass die Ergebnisse der Graphittests von Ceylon ungenau oder unvollständig sind und sich der Markt für Technologien im Zusammenhang mit Graphentinte nicht wie erwartet entwickelt , Versäumnis, Patente und proprietäre Technologie zu erhalten oder aufrechtzuerhalten, Verlust oder Versäumnis, verfügbaren hochwertigen Graphit zu erwerben, jegliches Versäumnis oder Verzögerungen bei der Erlangung erforderlicher behördlicher Lizenzen, Genehmigungen, Zulassungen und Zustimmungen, die Unfähigkeit, bei Bedarf Zugang zu Finanzierungen zu erhalten, eine allgemeine wirtschaftliche Situation Abschwung, ein volatiler Aktienkurs, Arbeitsstreiks, politische Unruhen, Änderungen im Bergbauregulierungssystem für Ceylon, die Nichteinhaltung von Umweltvorschriften und eine Schwächung der Markt- und Industrieabhängigkeit von hochwertigem Graphit. Ceylon weist den Leser darauf hin, dass die obige Liste der Risikofaktoren nicht erschöpfend ist.

1 Fenech-Salerno, B., Holicky, M., Yao, C., Cass, AEG & Torrisi, F. Eine gesprühte Graphen-Transistorplattform für schnelle und kostengünstige chemische Sensorik. Nanoskalig15 , 3243-3254. (2023).

2 Torrisi, F. & Carey, T. Graphene, verwandte zweidimensionale Kristalle und Hybridsysteme für gedruckte und tragbare Elektronik. Nano heute23, 73–96 (2018).

3 Lefebvre, AH & Mcdonell, VG Allgemeine Überlegungen. in Atomization and Sprays (Hrsg. Brenn, G., Hung, DLS, Herrmann, M. & Chigier, N.) 1–16 (Taylor & Francis Group, 2017).

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