Abstract:
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อเตรียมฟิล์มคาร์บอนจากแบคทีเรียลเซลลูโลสซึ่งเป็นวัตถุดิบจากธรรมชาติโดยมีการเติมสารหน่วงการติดไฟคือพอลิอะนิลีนและสีอินดิโกซึ่งมีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบเพื่อเพิ่มเสถียรภาพและปรับปรุงคาร์บอนยีลด์ของฟิล์มคาร์บอน ในอัตราส่วนแบคทีเรียลเซลลูโลสต่อพอลิอะนิลีนและแบคทีเรียลเซลลูโลสต่อสีอินดิโกอยู่ที่ 1:0.25, 1:0.5 และ 1:1 จากนั้นจะนำฟิล์มตั้งต้นไปผ่านกระบวนการทางความ 2 ขั้นตอนคือ กระบวนการสเตบิไลเซชัน ที่อุณหภูมิ 330 องศาเซลเซียสและกระบวนการคาร์บอนไนเซชัน ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส เพื่อเปลี่ยนให้ฟิล์มทั้งสองเป็นฟิล์มคาร์บอน พบว่าฟิล์มคาร์บอนที่เตรียมจากแบคทีเรียลเซลลูโลส/สีอินดิโกสามารถช่วยปรับปรุงคาร์บอนยีลด์ให้เพิ่มขึ้นจาก 2.8% เป็น 22.3% สำหรับแบคทีเรียลเซลลูโลสและแบคทีเรียลเซลลูโลส/สีอินดิโก 1:1 นอกจากนี้สีอินดิโกยังช่วยเพิ่มความเสถียรในการคงรูป ในขณะที่ฟิล์มคาร์บอนที่เตรียมจากแบคที่เรียลเซลลูโลส/พอลิอะนิลีน มีลักษณะที่เปราะและไม่สามารถคงรูปได้ เมื่อตัวอย่างฟิล์มจากสารตั้งต้นทั้ง 2 ชนิดผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชันจะเห็นโครงสร้างของคาร์บอนที่ชัดเจนขึ้นจากการทดสอบรามานสเปกโตรสโคปี แสดงรามานสเปกตรัมของ D-band และ G-band ที่ 1350 cm-1 และ 1600 cm-1 ตามลำดับ การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกจะมีสัญญาณพีคขึ้นที่อัตราส่วนของสีอินดิโกอยู่ที่ 1:1 แต่จะไม่พบสัญญาณพีคในตัวอย่างที่เติมพอลิอะนิลีนในทุกอัตราส่วน สีอินดิโกจึงมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นให้เกิดโครงสร้างคาร์บอน นอกจากนี้ยังตรวจสอบผลของสีอินดิโก (ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ) ต่อลักษณะทางสัณฐานวิทยา ผลผลิตคาร์บอน และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเคมี
