เครื่องกระจายกราฟีนแบบอัลตราโซนิกทำลายปัญหาคอขวดในการพัฒนากราฟีน

เนื้อหาหลักของเครื่องกระจายกราฟีนล้ำเสียงคือวิธีแก้ปัญหาการรวมตัวของอนุภาค เนื่องจากกราฟีนมีพื้นผิวเฉื่อย จึงไม่ละลายกับสารหลายชนิดและมีการกระจายตัวต่ำ เป็นเรื่องยากมากที่จะได้อนุภาคที่กระจัดกระจายเพียงชิ้นเดียว วิธีทำให้อนุภาคกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์เป็นเทคโนโลยีหลักของเทคโนโลยีการกระจายตัวของกราฟีน

วัตถุประสงค์ของการกระจายตัวของกราฟีนคือเพื่อให้เกิดการกระจายตัวที่ไม่ละลายน้ำ อนุภาคของกราฟีนจะต้องถูกบดอัดและผสมอย่างแรง ซึ่งหมายความว่าการก่อตัวของพื้นผิวใหม่จะต้องเอาชนะความต้านทานของแรงตึงผิวจึงจะบรรลุผล ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ปัญหาการรวมตัวกันกลายเป็นคอขวดสำหรับการพัฒนากราฟีนอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการปรับปรุงการกระจายตัวของกราฟีนจึงกลายเป็นวิธีการทางเทคนิคในการปรับปรุงคุณภาพ ประสิทธิภาพ และประสิทธิภาพของกระบวนการ * ของผลิตภัณฑ์ (วัสดุ)

เนื่องจากกราฟีนมีพื้นผิวเฉื่อย จึงไม่ละลายน้ำและกระจายตัวได้ไม่ดีกับสารหลายชนิด มีสองแนวคิดในการแก้ปัญหาคอขวดในการพัฒนากราฟีน ประการแรก การผลิตวัตถุดิบกราฟีนคุณภาพสูงราคาประหยัดจำนวนมาก ประการที่สองคือการประยุกต์ใช้กราฟีนในเชิงพาณิชย์ ในช่วงสองปีที่ผ่านมา กราฟีนได้เข้าสู่ขั้นตอนของการใช้งานทางอุตสาหกรรม และปฏิสัมพันธ์ต้นน้ำและปลายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเป็นสิ่งสำคัญ เราจะต้องดำเนินการพัฒนารองสำหรับผู้ใช้เพื่อแก้ไขปัญหาทางเทคนิคทั่วไป เช่น การกระจายตัวและการขึ้นรูป และทำให้กราฟีนเชื่อมต่อกับ "แก๊สดิน" มากขึ้น

ลักษณะของผงกราฟีน เช่น ขนาดอนุภาคละเอียด พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ พลังงานพื้นผิวสูง จำนวนอะตอมของพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นและการประสานงานของอะตอมไม่เพียงพอ ทำให้อะตอมของพื้นผิวเหล่านี้มีกิจกรรมสูง ไม่เสถียรอย่างยิ่ง และง่ายต่อการรวมตัวกันเป็นก้อน การรวมที่ใหญ่กว่าด้วยอินเทอร์เฟซการลิงก์จำนวนหนึ่ง โดยทั่วไปการรวมตัวกันของผงจะแบ่งออกเป็นการรวมตัวกันแบบอ่อนและการรวมตัวแบบแข็ง การก่อตัวของกลุ่มก้อนทำให้อนุภาคนาโนไม่สามารถกระจายตัวสม่ำเสมอเป็นอนุภาคเดี่ยวได้ และไม่สามารถแสดงลักษณะเฉพาะของนาโนได้ ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อประสิทธิภาพการใช้ผงนาโน

เมื่อกราฟีนถูกจับคู่กับพื้นผิวของตัวทำละลายอินทรีย์ ปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาสามารถปรับสมดุลพลังงานที่จำเป็นในการลอกแผ่นกราฟีน จากนั้นผ่านการรักษาด้วยอัลตราโซนิก อัลตราโซนิกให้แรงลอก ผลการลอก การเพิ่มเวลาล้ำเสียงสามารถปรับปรุงได้ดี ผลผลิตกราฟีน การปรับกำลังอัลตราโซนิกของแหล่งจ่ายไฟอัลตราโซนิกยังส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อเอฟเฟกต์การลอกกราฟีน ผลการลอกของกราฟีนขึ้นอยู่กับระดับการจับคู่ของกำลังล้ำเสียงและแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างชั้นกราฟีน เมื่อพลังอัลตราโซนิกเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม ความเค้นดึงที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวกราฟีนจะมากกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างชั้นกราฟีน และเอฟเฟกต์การลอกก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน

วิธีการช่วยด้วยอัลตราโซนิก

ในระบบการกระจายตัวของกราฟีนแบบอัลตราโซนิก กราฟีนออกไซด์ถูกเตรียมโดยวิธี Hummers ที่ได้รับความช่วยเหลือด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง เนื่องจากคลื่นอัลตราโซนิกเป็นคลื่นกล จึงไม่ดูดซับโดยโมเลกุลและทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของโมเลกุลระหว่างการแพร่กระจาย ภายใต้เอฟเฟกต์คาวิเทชัน นั่นคือภายใต้การกระทำเพิ่มเติมของอุณหภูมิสูง ความดันสูง ไมโครเจ็ท และการสั่นสะเทือนที่รุนแรง ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือน ส่งผลให้เกิดการแตกตัวของโมเลกุล ด้วยการเพิ่มพลังอัลตราโซนิก ระยะห่างของชั้นกราไฟท์ออกไซด์จะเพิ่มขึ้น