شرکت Hielscher Ultrasonics
ما خوشحال خواهیم شد که در مورد روند شما صحبت کنیم.
با ما تماس بگیرید: +49 3328 437-420
به ما ایمیل بزنید: info@hielscher.com

تولید گرافن اولتراسونیک

سنتز التراسونیک گرافن از طریق لایه برداری گرافیت قابل اطمینان ترین و سودمند ترین روش برای تولید ورق گرافن با کیفیت بالا در مقیاس صنعتی است. پردازنده های اولتراسونیک Hielscher با کارایی بالا دقیقا قابل کنترل هستند و می توانند دامنه های بسیار بالایی را در عملیات 24/7 تولید کنند. این اجازه می دهد تا حجم زیادی از گرافن بکر را به روشی آسان و قابل کنترل اندازه تهیه کنید.

آماده سازی التراسونیک گرافن

ورق گرافناز آنجا که ویژگی های خارق العاده گرافیت شناخته شده است ، روش های مختلفی برای تهیه آن ایجاد شده است. علاوه بر تولید شیمیایی گرافن ها از اکسید گرافن در فرآیندهای چند مرحله ای که برای آن به عوامل اکسید کننده و احیا کننده بسیار قوی نیاز است. علاوه بر این، گرافن تهیه شده در این شرایط سخت شیمیایی اغلب حاوی مقدار زیادی نقص حتی پس از کاهش در مقایسه با گرافن های به دست آمده از روش های دیگر است. با این حال، سونوگرافی یک جایگزین اثبات شده برای تولید گرافن با کیفیت بالا، همچنین در مقادیر زیاد است. محققان روش های کمی متفاوت را با استفاده از سونوگرافی توسعه داده اند، اما به طور کلی تولید گرافن یک فرآیند ساده یک مرحله ای است.

لایه برداری گرافن اولتراسونیک در آب

دنباله ای با سرعت بالا (از a تا f) از قاب هایی که لایه برداری سونومکانیکی پوسته گرافیت را در آب نشان می دهد با استفاده از UP200S، یک ultrasonicator 200W با sonotrode 3 میلی متر. فلش ها محل شکاف (لایه برداری) را با حباب های کاویتاسیون که به شکاف نفوذ می کنند نشان می دهند.
(مطالعه و تصاویر: © Tyurnina و همکاران 2020

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.




UIP2000hdT - 2kW ultrasonicator برای پردازش مایع.

UIP2000hdT – 2kW ultrasonicator قدرتمند برای لایه برداری گرافن

مزایای لایه برداری گرافن اولتراسونیک

Hielscher پروب نوع ultrasonicators و راکتورها تبدیل لایه برداری گرافن به یک فرایند بسیار کارآمد مورد استفاده برای تولید گرافن از گرافیت از طریق استفاده از امواج فراصوت قدرتمند. این تکنیک مزایای متعددی نسبت به سایر روش های تولید گرافن دارد. مزایای عمده لایه برداری گرافن اولتراسونیک به شرح زیر است:

  • راندمان بالا: لایه برداری گرافن از طریق سونوگرافی نوع پروب یک روش بسیار کارآمد برای تولید گرافن است. این می تواند مقادیر زیادی گرافن با کیفیت بالا را در مدت زمان کوتاهی تولید کند.
  • کم هزینه: تجهیزات مورد نیاز برای لایه برداری اولتراسونیک در تولید گرافن صنعتی در مقایسه با سایر روش های تولید گرافن مانند رسوب بخار شیمیایی (CVD) و لایه برداری مکانیکی نسبتا ارزان است.
  • مقیاس پذیری: لایه برداری گرافن از طریق ultrasonicator می تواند به راحتی برای تولید در مقیاس بزرگ گرافن مقیاس بالا. لایه برداری اولتراسونیک و پراکندگی گرافن را می توان به صورت دسته ای و همچنین در فرآیند درون خطی مداوم اجرا کرد. این امر آن را به گزینه ای مناسب برای کاربردهای در مقیاس صنعتی تبدیل می کند.
  • کنترل خواص گرافن: لایه برداری گرافن و لایه لایه شدن با استفاده از سونوگرافی نوع پروب اجازه می دهد تا برای کنترل دقیق بر خواص گرافن تولید شده است. این شامل اندازه، ضخامت و تعداد لایه های آن می شود.
  • حداقل اثرات زیست محیطی: لایه برداری گرافن با استفاده از اولتراسونیک اثبات شده یک روش سبز تولید گرافن است، زیرا می توان آن را با حلال های غیر سمی و خوش خیم برای محیط زیست مانند آب یا اتانول استفاده کرد. این بدان معنی است که لایه لایه شدن گرافن اولتراسونیک اجازه می دهد تا برای جلوگیری یا کاهش استفاده از مواد شیمیایی خشن و یا درجه حرارت بالا. این امر آن را به جایگزینی سازگار با محیط زیست برای سایر روش های تولید گرافن تبدیل می کند.

به طور کلی، لایه برداری گرافن با استفاده از مافوق صوت و راکتورهای پروب Hielscher ارائه می دهد مقرون به صرفه، مقیاس پذیر، و سازگار با محیط زیست روش تولید گرافن با کنترل دقیق بر خواص مواد به دست آمده.

مثالی برای تولید ساده گرافن با استفاده از فراصوت

گرافیت در مخلوطی از اسید آلی رقیق، الکل و آب اضافه می شود و سپس مخلوط در معرض تابش اولتراسونیک قرار می گیرد. اسید به عنوان یک “گوه مولکولی” که ورق های گرافن را از گرافیت والد جدا می کند. با این فرآیند ساده، مقدار زیادی گرافن آسیب ندیده و با کیفیت بالا که در آب پراکنده شده است، ایجاد می شود. (An et al. 2010)
 

این ویدئو نشان می دهد مخلوط کردن مافوق صوت و پراکندگی گرافیت در 250mL از رزین اپوکسی (Toolcraft L), با استفاده از یک هموژنایزر مافوق صوت (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher مافوق صوت باعث می شود تجهیزات برای پراکنده گرافیت، گرافن، نانولوله های کربن، نانوسیم ها یا پرکننده ها در آزمایشگاه و یا در فرآیندهای تولید با حجم بالا. کاربردهای معمولی پراکنده شدن مواد نانو و میکرو مواد در طول فرآیند عملکردسازی یا برای پراکندگی در رزین ها یا پلیمرها است.

مخلوط رزین اپوکسی با فیلر گرافیت با استفاده از هموژنایزر اولتراسونیک UP400St (400 وات)

تصویر کوچک ویدیو

 

نانوپلاکت های گرافن انباشته چند لایه بدون نقص از طریق فراصوت تولید می شوند

تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا از نانوصفحات گرافن به دست آمده است
از طریق پراکندگی فاز آبی به کمک اولتراسونیک و روش هامر.
(مطالعه و گرافیک: غانم و رحیم، 1397)

 
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سنتز گرافن مافوق صوت، پراکندگی و عملکرد، لطفا اینجا را کلیک کنید:

 

لایه برداری مستقیم گرافن

سونوگرافی امکان تهیه گرافن ها را در حلال های آلی، سورفکتانت ها/محلول های آب یا مایعات یونی فراهم می کند. این به این معنی است که می توان از استفاده از اکسید کننده قوی و یا عوامل کاهنده اجتناب می شود. استانکوویچ و همکاران (2007) گرافن را با لایه برداری تحت سونوگرافی تولید کردند.
تصاویر AFM از اکسید گرافن لایه برداری شده توسط درمان اولتراسونیک در غلظت های 1 میلی گرم بر میلی لیتر در آب همیشه وجود ورق هایی با ضخامت یکنواخت را نشان می دهد (~ 1 نانومتر؛ به عنوان مثال در تصویر زیر نشان داده شده است). این نمونه های اکسید گرافن که به خوبی لایه برداری شده اند، حاوی هیچ ورقه ای ضخیم تر یا نازک تر از 1 نانومتر نبودند، که منجر به این نتیجه شد که لایه برداری کامل اکسید گرافن تا ورق های اکسید گرافن منفرد در واقع در این شرایط حاصل شده است. (استانکوویچ و همکاران 2007)

Hielscher پروب های اولتراسونیک با قدرت بالا و راکتورها ابزار ایده آل برای آماده سازی گرافن هستند - هر دو در مقیاس آزمایشگاهی و همچنین در جریان های فرآیند تجاری کامل

تصویر AFM از ورق های GO لایه برداری شده با سه پروفیل ارتفاعی که در مکان های مختلف به دست آمده است
(تصویر و مطالعه: ©استانکوویچ و همکاران، 2007)

تهیه ورق های گرافن

استنگل و همکاران آماده سازی موفقیت آمیز ورق های گرافن خالص را در مقادیر زیاد در طول تولید نانوکامپوزیت گرافن TiO2 نااستوکیومتری با هیدرولیز حرارتی سوسپانسیون با نانوصفحات گرافن و کمپلکس تیتانیا پراکسو نشان داده اند. نانوصفحات گرافن خالص از گرافیت طبیعی با استفاده از یک میدان کاویتاسیون با شدت بالا تولید شده توسط پردازنده اولتراسونیک Hielscher UIP1000hd در یک راکتور اولتراسونیک تحت فشار در 5 بار تولید شد. ورق های گرافن به دست آمده، با سطح ویژه بالا و خواص الکترونیکی منحصر به فرد، می توانند به عنوان یک تکیه گاه خوب برای TiO2 برای افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی مورد استفاده قرار گیرند. گروه تحقیقاتی ادعا می کند که کیفیت گرافن آماده شده به صورت اولتراسونیک بسیار بالاتر از گرافن به دست آمده با روش هامر است، جایی که گرافیت لایه برداری و اکسید می شود. از آنجا که شرایط فیزیکی در راکتور اولتراسونیک را می توان دقیقا کنترل کرد و با این فرض که غلظت گرافن به عنوان یک آلایشگر در محدوده 1 متفاوت خواهد بود – 00.001٪، تولید گرافن در یک سیستم پیوسته در مقیاس تجاری به راحتی نصب می شود. مافوق صوت صنعتی و راکتورهای درون خطی برای لایه برداری کارآمد گرافن با کیفیت بالا به راحتی در دسترس هستند.

راکتور اولتراسونیک برای لایه برداری گرافن.

راکتور اولتراسونیک برای لایه برداری و پراکندگی گرافن.

آماده سازی با درمان اولتراسونیک گرافن اکسید

اوه و همکاران (2010) یک مسیر آماده سازی با استفاده از تابش اولتراسونیک برای تولید لایه های اکسید گرافن (GO) را نشان داده اند. بنابراین، آنها بیست و پنج میلی گرم پودر اکسید گرافن را در 200 میلی لیتر آب یونیزه شده معلق کردند. با هم زدن آنها یک سوسپانسیون قهوه ای ناهمگن به دست آوردند. سوسپانسیون حاصل فراصوت شد (30 دقیقه، 1.3 × 105J)، و پس از خشک شدن (در 373 K) اکسید گرافن تحت درمان با التراسونیک تولید شد. طیف سنجی FTIR نشان داد که درمان اولتراسونیک گروه های عملکردی اکسید گرافن را تغییر نمی دهد.

نانوصفحات گرافن اکسید لایه برداری شده با التراسونیک

تصویر SEM از نانوصفحات بکر گرافن به دست آمده توسط فراصوت (اوه و همکاران، 2010)

عملکردسازی ورق های گرافن

Xu و Suslick (2011) یک روش یک مرحله ای مناسب برای تهیه گرافیت عامل دار پلی استایرن را توصیف می کنند. آنها در مطالعه خود از تکه های گرافیت و استایرن به عنوان ماده اولیه اولیه استفاده کردند. با فراصوت پوسته های گرافیت در استایرن (یک مونومر واکنشی)، تابش اولتراسوند منجر به لایه برداری مکانیکی پوسته های گرافیت به ورق های گرافن تک لایه و چند لایه شد. به طور همزمان، عملکردگذاری ورق های گرافن با زنجیره های پلی استایرن به دست آمده است.
همین فرآیند عملکردسازی را می توان با سایر مونومرهای وینیل برای کامپوزیت های مبتنی بر گرافن انجام داد.

مافوق صوت با کارایی بالا لایه برداری قابل اعتماد و بسیار کارآمد از نانوصفحات گرافن بکر در تولید مداوم درون خطی هستند.

سیستم سونوگرافی قدرت صنعتی برای لایه برداری گرافن درون خطی صنعتی.

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.




پراکندگی گرافن

درجه پراکندگی گرافن و اکسید گرافن برای استفاده از پتانسیل کامل گرافن با ویژگی های خاص آن بسیار مهم است. اگر گرافن در شرایط کنترل شده پراکنده نشود، پراکندگی پراکندگی گرافن می تواند منجر به رفتار غیرقابل پیش بینی یا غیر ایده آل پس از گنجاندن آن در دستگاه ها شود، زیرا خواص گرافن به عنوان تابعی از پارامترهای ساختاری آن متفاوت است. فراصوت یک درمان اثبات شده برای تضعیف نیروهای بین لایه ای است و امکان کنترل دقیق پارامترهای مهم پردازش را فراهم می کند.
"برای اکسید گرافن (GO) ، که به طور معمول به صورت ورق های تک لایه لایه لایه برداری می شود ، یکی از چالش های اصلی پراکندگی از تغییرات در ناحیه جانبی پوسته ها ناشی می شود. نشان داده شده است که میانگین اندازه جانبی GO را می توان از 400 نانومتر به 20 میکرومتر با تغییر مواد اولیه گرافیت و شرایط فراصوت تغییر داد. (گرین و همکاران 2010)
پراکندگی اولتراسونیک گرافن و در نتیجه دوغاب های ریز و حتی کلوئیدی در مطالعات مختلف دیگر نشان داده شده است. (لیو و همکاران 2011 / بیبی و همکاران 2011 / چوی و همکاران 2010)
ژانگ و همکاران (2010) نشان داده اند که با استفاده از فراصوت پراکندگی گرافن پایدار با غلظت بالای 1 میلی گرم · میلی لیتر −1 و ورق های گرافن نسبتا خالص به دست می آید و ورق های گرافن به عنوان آماده شده هدایت الکتریکی بالا از 712 S·m را نشان می دهند-1. نتایج طیف مادون قرمز تبدیل فوریه و بررسی طیف رامان نشان داد که روش آماده سازی فراصوت آسیب کمتری به ساختارهای شیمیایی و بلوری گرافن دارد.

اولتراسونیک با کارایی بالا برای لایه برداری گرافن

ultrasonicator با عملکرد بالا UIP4000hdT برای کاربردهای صنعتی. سیستم اولتراسونیک با قدرت بالا UIP4000hdT برای لایه برداری مداوم درون خطی گرافن استفاده می شود. برای تولید نانو ورق های گرافن با کیفیت بالا، تجهیزات اولتراسونیک قابل اعتماد با کارایی بالا مورد نیاز است. دامنه، فشار و دما پارامترهای ضروری هستند که برای تکرارپذیری و کیفیت محصول ثابت بسیار مهم هستند. Hielscher اولتراسونیک’ پردازنده های اولتراسونیک سیستم های قدرتمند و دقیق قابل کنترل هستند که امکان تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند و خروجی سونوگرافی با قدرت بالا را فراهم می کنند. پردازنده های مافوق صوت صنعتی Hielscher Ultrasonics می توانند دامنه های بسیار بالایی را ارائه دهند. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد. برای دامنه های حتی بالاتر ، سونوترودهای اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.
مشتریان ما با استحکام و قابلیت اطمینان برجسته از سیستم های مافوق صوت Hielscher راضی هستند. نصب در زمینه های کاربردهای سنگین، محیط های خواستار و عملکرد 24/7 پردازش کارآمد و اقتصادی را تضمین می کند. تشدید فرآیند اولتراسونیک زمان پردازش را کاهش می دهد و نتایج بهتری را به دست می آورد، یعنی کیفیت بالاتر، بازده بالاتر، محصولات نوآورانه.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

حجم دسته ای نرخ جریان دستگاه های توصیه شده
0.5 تا 1.5 میلی لیتر ن.ا. VialTweeter(ویال گروهی)
1 تا 500 میلی لیتر 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه UP100H
10 تا 2000 میلی لیتر 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه تا 200 هرتز، UP400St
0.1 تا 20 لیتر 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه UIP2000hdT
10 تا 100 لیتر 2 تا 10 لیتر در دقیقه UIP4000hdT
ن.ا. 10 تا 100 لیتر در دقیقه UIP16000
ن.ا. بزرگتر خوشه ای از UIP16000

تماس با ما! / از ما بپرسید!

اطلاعات بیشتر بخواهید

لطفا با استفاده از فرم زیر برای درخواست اطلاعات بیشتر در مورد ultrasonicators برای لایه برداری گرافن, پروتکل ها و قیمت. ما خوشحال خواهیم شد که در مورد فرآیند تولید گرافن شما با شما صحبت کنیم و یک سیستم اولتراسونیک را به شما ارائه دهیم که نیازهای شما را برآورده می کند!









لطفا توجه داشته باشید که ما سیاست حفظ حریم خصوصی.




تهیه نانواسکرول های کربنی

نانوپیمایش های کربنی شبیه به نانولوله های کربنی چند جداره هستند. تفاوت با MWCNT ها در نوک باز و دسترسی کامل سطوح داخلی به مولکول های دیگر است. آنها را می توان مرطوب شیمیایی با intercalating گرافیت با پتاسیم سنتز, لایه برداری در آب و فراصوت سوسپانسیون کلوئیدی. (رجوع کنید به ویکولیس و همکاران 2003) ultrasonication کمک به پیمایش تا تک لایه گرافن به nanoscrolls کربن (نمودار زیر را ببینید). راندمان تبدیل بالای 80 درصد به دست آمده است که تولید نانوطومارها را برای کاربردهای تجاری جالب می کند.

سنتز التراسونیک به کمک نانو اسکرول های کربن

سنتز التراسونیک از نانوطومارهای کربن (Viculis و همکاران 2003)

تهیه نانوروبان ها

گروه تحقیقاتی Hongjie Dai و همکارانش از دانشگاه استنفورد تکنیکی را برای تهیه نانوروبان ها پیدا کردند. نوارهای گرافن نوارهای نازکی از گرافن هستند که ممکن است ویژگی های مفیدتری نسبت به ورق های گرافن داشته باشند. در عرض حدود 10 نانومتر یا کوچکتر، رفتار نوارهای گرافن شبیه به نیمه هادی است زیرا الکترون ها مجبور به حرکت طولی می شوند. بنابراین، استفاده از نانوروبان ها با عملکردهای نیمه هادی مانند در الکترونیک (به عنوان مثال برای تراشه های کامپیوتری کوچکتر و سریع تر) می تواند جالب باشد.
دای و همکاران پایه های نانوروبان گرافن را در دو مرحله آماده کردند: ابتدا لایه های گرافن را از گرافیت با عملیات حرارتی 1000 درجه سانتی گراد به مدت یک دقیقه در هیدروژن 3 درصد در گاز آرگون شل کردند. سپس، گرافن با استفاده از امواج فراصوت به نوارهایی شکسته شد. نانوروبان های به دست آمده از این تکنیک با بسیار صاف تر مشخص می شوند’ لبه هایی نسبت به لبه هایی که با روش های لیتوگرافی معمولی ساخته می شوند. (جیائو و همکاران 2009)

مقاله کامل را به صورت PDF از اینجا دانلود کنید:
تولید التراسونیک به کمک گرافن


حقایقی که ارزش دانستن دارند

گرافن چیست؟

گرافیت از ورق های دو بعدی از sp2 هیبریدی شده و اتم های کربن شش ضلعی - گرافن - تشکیل شده است که به طور منظم روی هم چیده می شوند. ورق های نازک اتم گرافن ، که با فعل و انفعالات غیر پیوندی گرافیت را تشکیل می دهند ، با سطح بسیار بزرگتر مشخص می شوند. گرافن استحکام و استحکام فوق العاده ای را در امتداد سطوح پایه خود نشان می دهد که تقریبا با 1020 گیگا پاسکال تقریبا به مقدار استحکام الماس می رسد.
گرافن عنصر ساختاری اساسی برخی از آلوتروپ ها از جمله علاوه بر گرافیت، نانولوله های کربنی و فولرن است. گرافن که به عنوان افزودنی استفاده می شود، می تواند به طور چشمگیری خواص الکتریکی، فیزیکی، مکانیکی و مانع کامپوزیت های پلیمری را در بارهای بسیار کم افزایش دهد. (ژو ، سوسلیک 2011)
گرافن با توجه به خواص خود ماده ای از مواد برتر است و در نتیجه برای صنایعی که کامپوزیت ، پوشش یا میکروالکترونیک تولید می کنند امیدوار کننده است. Geim (2009) گرافن را به عنوان ابرماده به طور خلاصه در پاراگراف زیر توصیف می کند:
این نازک ترین ماده در جهان و قوی ترین ماده ای است که تاکنون اندازه گیری شده است. حامل های بار آن تحرک ذاتی غول پیکر از خود نشان می دهند، کوچکترین جرم موثر را دارند (صفر است) و می توانند مسافت های میکرومتری را بدون پراکندگی در دمای اتاق طی کنند. گرافن می تواند چگالی جریان را 6 مرتبه بالاتر از مس حفظ کند، هدایت حرارتی و سختی را نشان می دهد، در برابر گازها نفوذ ناپذیر است و ویژگی های متضادی مانند شکنندگی و شکل پذیری را تطبیق می دهد. انتقال الکترون در گرافن با معادله ای شبیه دیراک توصیف می شود که امکان بررسی پدیده های کوانتومی نسبیتی را در یک آزمایش نیمکت فراهم می کند.
با توجه به این ویژگی های برجسته مواد، گرافن یکی از امیدوارکننده ترین مواد است و در کانون تحقیقات نانومواد قرار دارد.

کاربردهای بالقوه برای گرافن

کاربردهای بیولوژیکی: یک مثال برای آماده سازی گرافن اولتراسونیک و استفاده بیولوژیکی از آن در مطالعه "سنتز نانوکامپوزیت گرافن-طلا از طریق کاهش سونوشیمیایی" توسط پارک و همکاران (2011) آورده شده است، که در آن یک نانوکامپوزیت از نانوذرات اکسید گرافن احیا شده -طلا (طلا) با کاهش همزمان یون های طلا و رسوب نانوذرات طلا بر روی سطح اکسید گرافن کاهش یافته به طور همزمان سنتز شد. به منظور تسهیل احیای یون های طلا و تولید عملکردهای اکسیژن برای لنگر انداختن نانوذرات طلا بر روی گرافن اکسید احیا شده، پرتودهی فراصوت بر روی مخلوط واکنش دهنده ها اعمال شد. تولید مولکول های زیستی اصلاح شده با پپتید متصل به طلا پتانسیل تابش اولتراسونیک کامپوزیت های گرافن و گرافن را نشان می دهد. از این رو به نظر می رسد سونوگرافی ابزار مناسبی برای تهیه سایر مولکول های زیستی باشد.
الکترونیک: گرافن یک ماده بسیار کاربردی برای بخش الکترونیک است. با تحرک بالای حامل های بار در شبکه گرافن، گرافن بیشترین علاقه را برای توسعه قطعات الکترونیکی سریع در فناوری فرکانس بالا دارد.
سنسورها: گرافن لایه برداری شده اولتراسونیک را می توان برای تولید سنسورهای رسانایی بسیار حساس و انتخابی (که مقاومت آنها به سرعت تغییر می کند) استفاده کرد >10 000٪ در بخار اتانول اشباع شده) و ابرخازن هایی با ظرفیت ویژه بسیار بالا (120 F/g)، چگالی توان (105 کیلو وات بر کیلوگرم) و چگالی انرژی (9.2 وات ساعت بر کیلوگرم). (An et al. 2010)
الکل: برای تولید الکل: یک کاربرد جانبی ممکن است استفاده از گرافن در تولید الکل باشد، در آنجا می توان از غشاهای گرافن برای تقطیر الکل و در نتیجه قوی تر کردن نوشیدنی های الکلی استفاده کرد.
گرافن به عنوان قوی ترین، رسانای الکتریکی ترین و یکی از سبک ترین و انعطاف پذیرترین مواد، ماده ای امیدوار کننده برای سلول های خورشیدی، کاتالیز، نمایشگرهای شفاف و انتشاری، تشدید کننده های میکرومکانیکی، ترانزیستورها، به عنوان کاتد در باتری های لیتیومی هوا، برای آشکارسازهای شیمیایی فوق حساس، پوشش های رسانا و همچنین استفاده به عنوان افزودنی در ترکیبات است.

اصل کار سونوگرافی با قدرت بالا

هنگام فراصوت مایعات در شدت بالا، امواج صوتی که به رسانه مایع منتشر می شوند منجر به چرخه های متناوب فشار بالا (فشرده سازی) و فشار کم (نادر) می شوند، با نرخ بسته به فرکانس. در طول چرخه فشار کم، امواج اولتراسونیک با شدت بالا حباب های خلاء کوچک یا حفره هایی را در مایع ایجاد می کنند. هنگامی که حباب ها به حجمی می رسند که دیگر نمی توانند انرژی را جذب کنند، در طول یک چرخه فشار بالا به شدت فرو می ریزند. این پدیده کاویتاسیون نامیده می شود. در طول انفجار، دماهای بسیار بالا (تقریبا 5000 کلاین) و فشارها (تقریبا 2000 اتمسفر) به صورت محلی به دست می آیند. انفجار حباب کاویتاسیون همچنین منجر به جت های مایع با سرعت 280 متر بر ثانیه می شود. (سوسلیک 1998) کاویتاسیون اولتراسونیک تولید باعث اثرات شیمیایی و فیزیکی, که می تواند به فرآیندهای اعمال می شود.
سونوشیمی ناشی از کاویتاسیون یک تعامل منحصر به فرد بین انرژی و ماده را فراهم می کند، با نقاط داغ در داخل حباب ~ 5000 کلوین، فشار ~ 1000 بار، نرخ گرمایش و سرمایش >1010K s-1; این شرایط خارق العاده امکان دسترسی به طیف وسیعی از فضای واکنش شیمیایی را فراهم می کند که معمولا در دسترس نیستند، که امکان سنتز طیف گسترده ای از مواد نانوساختار غیرمعمول را فراهم می کند. (بنگ 2010)

ادبیات / منابع

  • FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
  • FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
  • Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
  • Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
  • Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
  • Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
  • An, X.; Simmons, T.; Shah, R.; Wolfe, C.; Lewis, K. M.; Washington, M.; Nayak, S. K.; Talapatra, S.; Kar, S. (2010): Stable Aqueous Dispersions of Noncovalently Functionalized Graphene from Graphite and their Multifunctional High-Performance Applications. Nano Letters 10/2010. pp. 4295-4301.
  • Baby, T. Th.; Ramaprabhu, S. (2011): Enhanced convective heat transfer using graphene dispersed nanofluids. Nanoscale Research Letters 6:289, 2011.
  • Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
  • Choi, E. Y.; Han, T. H.; Hong, J.; Kim, J. E.; Lee, S. H.; Kim, H. W.; Kim, S. O. (2010): Noncovalent functionalization of graphene with end-functional polymers. Journal of Materials Chemistry 20/ 2010. pp. 1907-1912.
  • Geim, A. K. (2009): Graphene: Status and Prospects. Science 324/2009. pp. 1530-1534.
  • Green, A. A.; Hersam, M. C. (2010): Emerging Methods for Producing Monodisperse Graphene Dispersions. Journal of Physical Chemistry Letters 2010. pp. 544-549.
  • Guo, J.; Zhu, S.; Chen, Z.; Li, Y.; Yu, Z.; Liu, Z.; Liu, Q.; Li, J.; Feng, C.; Zhang, D. (2011): Sonochemical synthesis of TiO2 nanoparticles on graphene for use as photocatalyst
  • Hasan, K. ul; Sandberg, M. O.; Nur, O.; Willander, M. (2011): Polycation stabilization of graphene suspensions. Nanoscale Research Letters 6:493, 2011.
  • Liu, X.; Pan, L.; Lv, T.; Zhu, G.; Lu, T.; Sun, Z.; Sun, C. (2011): Microwave-assisted synthesis of TiO2-reduced graphene oxide composites for the photocatalytic reduction of Cr(VI). RSC Advances 2011.
  • Malig, J.; Englert, J. M.; Hirsch, A.; Guldi, D. M. (2011): Wet Chemistry of Graphene. The Electrochemical Society Interface, Spring 2011. pp. 53-56.
  • Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): The Effect of Thermal and Ultrasonic Treatment on the Formation of Graphene-oxide Nanosheets. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. pp. 1097-1102.
  • Sametband, M.; Shimanovich, U.; Gedanken, A. (2012): Graphene oxide microspheres prepared by a simple, one-step ultrasonication method. New Journal of Chemistry 36/2012. pp. 36-39.
  • Savoskin, M. V.; Mochalin, V. N.; Yaroshenko, A. P.; Lazareva, N. I.; Konstanitinova, T. E.; Baruskov, I. V.; Prokofiev, I. G. (2007): Carbon nanoscrolls produced from acceptor-type graphite intercalation compounds. Carbon 45/2007. pp. 2797-2800.
  • Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Piner, R. D.; Kohlhaas, K. A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Wu, Y.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. (2007): Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide. Carbon 45/2007. pp. 1558-1565.
  • Viculis, L. M.; Mack, J. J.; Kaner, R. B. (2003): A Chemical Route To Carbon Nanoscrolls. Science, 299/1361; 2003.
  • Xu, H.; Suslick, K. S. (2011): Sonochemical Preparation of Functionalized Graphenes. In: Journal of American Chemical Society 133/2011. pp. 9148-9151.
  • Zhang, W.; He, W.; Jing, X. (2010): Preparation of a Stable Graphene Dispersion with High Concentration by Ultrasound. Journal of Physical Chemistry B 32/114, 2010. pp. 10368-10373.
  • Jiao, L.; Zhang, L.; Wang, X.; Diankov, G.; Dai, H. (2009): Narrow graphene nanoribbons from carbon nanotubes. Nature 458/ 2009. pp. 877-880.
  • Park, G.; Lee, K. G.; Lee, S. J.; Park, T. J.; Wi, R.; Kim, D. H. (2011): Synthesis of Graphene-Gold Nanocomposites via Sonochemical Reduction. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 7/11, 2011. pp. 6095-6101.
  • Zhang, R.Q.; De Sakar, A. (2011): Theoretical Studies on Formation, Property Tuning and Adsorption of Graphene Segments. In: M. Sergey (ed.): Physics and Applications of Graphene – Theory. InTech 2011. pp. 3-28.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.

ما خوشحال خواهیم شد که در مورد روند شما صحبت کنیم.

Let's get in contact.