نظرًا لأن الخصائص الخاصة للجرافيت معروفة ، فقد تم تطوير عدة طرق لإعداد الجرافيت. يتم تحضير الجرافين من أكسيد الجرافين من خلال عملية كيميائية معقدة ، يتم خلالها إضافة عوامل مؤكسدة وتخفيض قوية للغاية ، وغالبًا ما يحتوي الجرافين المحضر في ظل هذه الظروف الكيميائية القاسية على عدد كبير من العيوب.
الموجات فوق الصوتية هي بديل مثبت يمكن أن ينتج كميات كبيرة من الجرافين عالية الجودة. يضاف الجرافيت إلى مزيج من الأحماض العضوية المخففة والكحول والماء ، ثم يتعرض الخليط للإشعاع بالموجات فوق الصوتية. يعمل الحمض كـ "إسفين جزيئي" يفصل صفائح الجرافين عن الجرافيت الأصل. من خلال هذه العملية البسيطة ، تم إنتاج كمية كبيرة من الجرافين غير المتنازع عليه ، عالية الجودة المشتتة في الماء.
الجرافين عبارة عن مادة نانوية للكربون الأبعاد التي تشكل فيها ذرات الكربون شبكة عسل سداسية مع مدارات هجينة SP². الكربون الجرافين - ذرة - صفائح سميكة من الكربون من الجرافيت من خلال تفاعلات غير الترابط ولها مساحة سطح كبيرة للغاية.
"إنها أنحف مادة في الكون وأقوى مادة تم إنشاؤها على الإطلاق. إنها تُظهر حركية حاملة جوهرية هائلة ، ولديها أصغر كتلة فعالة (صفر) ، ويمكنها أداء الميكرومتر - مسافات طويلة في درجة حرارة الغرفة." انتشر دون الانتثار. يمكن أن يحافظ الجرافين على الكثافة الحالية ستة أوامر ذات حجم أعلى من النحاس ، ويعرض الموصلية الحرارية والصلابة ، ويمكن أن تكون محكمة الإغلاق ، ويمكن أن تتوافق مع الخصائص المتضاربة مثل الرضا والبناء. الالكترونيات في الجرافين يتم وصف النقل بواسطة معادلة Dirac ، والتي تسمح بدراسة ظواهر الكم النسبية في تجارب المبتدئين.
مبدأ تشتت الجرافين بالموجات فوق الصوتية
تستخدم معدات تشتت الجرافين بالموجات فوق الصوتية التجويف بالموجات فوق الصوتية لتفريق جزيئات التكتل. إنه يضع تعليق الجسيمات (الحالة السائلة) ليتم معالجته في حقل صوت قوي - ويعامله بسعة بالموجات فوق الصوتية المناسبة. تحت تأثير التجويف ، ارتفاع درجة الحرارة ، والضغط العالي ، والطائرات الدقيقة ، والاهتزاز القوي وغيرها من التأثيرات الإضافية ، ستستمر المسافة بين الجزيئات في الزيادة ، مما سيؤدي في النهاية إلى تجزئة الجزيئية وتشكيل بنية جزيئية واحدة. هذا المنتج فعال بشكل خاص لتفريق المواد النانوية (مثل الأنابيب النانوية الكربونية ، الجرافين ، ثاني أكسيد السيليكون ، إلخ).
غرض تشتت الجرافين
هناك عدد كبير من مواد الجرافيت في الطبيعة ، والجرافيت بسمك 1 مم يحتوي على حوالي 3 ملايين طبقة من الجرافين. يُطلق على الجرافيت المفرد - طبقة الجرافين ، والذي لا يوجد في حالة حرة ، ولكنه موجود في شكل صفائح الجرافيت مكدسة مع الجرافين متعدد الطبقة. نظرًا لقوة الطبقة البينية الضعيفة لألواح الجرافيت ، يمكن تقشير الطبقات بواسطة قوة خارجية ، وذلك للحصول على الجرافين المفرد - طبقة مع ذرة كربون واحدة فقط.
وقت النشر: يوليو - 13 - 2023