Ultra ääni Graphene tuotanto

Grafeeni Ultra ääni synteesi kautta grafiitti kuorinta on luotettavin ja edullinen tapa tuottaa laadukkaita grafeenin arkkia teollisessa mitta kaavassa. Hielscherin korkean suoritus kyvyn Ultra ääni prosessorit ovat tarkasti hallittattavissa ja voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja 24/7-toiminnassa. Tämän ansiosta voidaan valmistaa suuria määriä koskematonta grafeeniä kasvoissa ja koko-ohjattavissa olevalla tavalla.

Graphenin ultraäänimittaus

grafeenilevyKoska grafiitin poikkeukselliset ominaisuudet ovat tunnettuja, sen valmistukseen on kehitetty useita menetelmiä. Grafiinien kemiallisen tuotannon lisäksi gra- dienioksidista monivaiheisissa prosesseissa, joille tarvitaan erittäin voimakkaita hapettavia ja pelkistäviä aineita. Lisäksi näissä kovissa kemiallisissa olosuhteissa valmistettu grafeni sisältää usein suuria määriä vikoja jopa pelkistyksen jälkeen verrattuna muihin menetelmiin saaduista grafeeneistä. Kuitenkin ultraääni on todistettu vaihtoehto tuottaa korkealaatuista grafenaa, myös suuria määriä. Tutkijat ovat kehittäneet hieman erilaisia ​​tapoja ultraäänellä, mutta yleensä grafeenituotanto on yksinkertainen yksivaiheinen prosessi.
Antamaan esimerkki tietystä grafiogeenin tuotantoreitistä: Grafiitti lisätään laimean orgaanisen hapon, alkoholin ja veden seokseen ja sitten seos altistetaan ultraäänitutkimukselle. Happo toimii a “molekyyli kiila” joka erottaa grafeenilevyt emolevystä. Tällä yksinkertaisella prosessilla luodaan suuri määrä vahingoittumatonta, korkealaatuista grafeenia veteen dispergoituna. (An et ai., 2010)

Hielscher's High Power Ultrasound Devices are the ideal tool to prepare graphene - both in lab scale as well as in full commercial process streams

Kuva 1: AFM-kuva kuorituista GO-arkeista, joissa on kolme erilaista sijaintipaikkaa hankitut korkeusprofiilit (Stankovich et al. 2007)

UIP2000hdT-2kW ultrasonicator nestemäiseen jalostukseen.

UIP2000hdT – 2kW tehokas Ultra ääni laitteen grafeenin kuorinta

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Graphene Direct -kuorinta

Ultrasound mahdollistaa grafeenien valmistuksen orgaanisissa liuottimissa, pinta-aktiivisissa aineissa / vesiliuoksissa tai ionisissa nesteissä. Tämä tarkoittaa sitä, että voimakkaiden hapettavien tai pelkistävien aineiden käyttöä voidaan välttää. Stankovich et ai. (2007) tuotti grafeenin kuorinnalla ultraääni.
Ultraäänihoidon 1 mg / ml: n pitoisuuksina vedessä ultraäänikäsittelyllä ekspressoidun grafie- nioksidin AFM-kuvat paljastivat aina, että levyt olivat tasaisen paksuisia (~ 1 nm, esimerkki on esitetty kuviossa 1 alla). Nämä hyvin hehkutetut grafie- nioksidinäytteet eivät sisältäneet arkkia, jotka olivat paksumpia tai ohuempia kuin 1 nm, mikä johti siihen johtopäätökseen, että gra- dienioksidin täydellinen kuorinta yksittäisiin grafeenioksidilevyihin saavutettiin näissä olosuhteissa. (Stankovich et ai., 2007)

Graphene-levyjen valmistus

Stengl et ai. ovat osoittaneet, että puhdas grafeenilevy valmistetaan menestyksekkäästi ei-stökiometrisen TiO 2-grafeenin nanokomposiitin valmistuksen aikana suspension suspension termisellä hydrolyysillä grafeenin nanosyyttien ja titaanidioksidikompleksin kanssa. Puhtaat grafeenin nanosheet valmistettiin luonnollisesta grafiitista käyttäen korkean intensiteetin kavitaatiokenttää, jonka Hielscherin ultraääniprosessori Uip1000hd korkeapaineisessa ultraäänireaktorissa 5 bar: ssa. Saatuja grafeenilevyjä, joilla on suuri spesifinen pinta-ala ja ainutlaatuiset elektroniset ominaisuudet, voidaan käyttää hyvänä tukena TiO2: lle fotokatalyyttisen aktiivisuuden parantamiseksi. Tutkimusryhmä väittää, että ultrasonically valmistetun grafeenin laatu on paljon suurempi kuin grafteri, joka on saatu Hummerin menetelmällä, jossa grafiitti kuoritaan ja hapetetaan. Koska fysikaalisia olosuhteita ultraäänireaktorissa voidaan tarkasti kontrolloida ja sillä oletuksella, että grafeenin pitoisuus lisäaineena vaihtelee välillä 1 – 0.001%, grafeenin tuotanto jatkuvassa järjestelmässä kaupallinen asteikko on mahdollista.

Valmistetaan grafie- nioksidin ultraäänikäsittelyn avulla

Oh et ai. (2010) ovat osoittaneet valmistelureitin ultraäänimittauksella grafie- nioksidipohjaisten (GO) kerrosten tuottamiseksi. Siksi ne suspendoivat 25 milligrammaa grafeenia oksidijauhetta 200 ml: ssa deionisoitua vettä. Sekoittamalla ne saivat epähomogeenisen ruskean suspension. Tuloksena saadut suspensiot sonikoitiin (30 min, 1,3 x 105 J) ja kuivaamisen jälkeen (373 K: ssa) tuotettiin ultraäänellä käsitelty grafeenin oksidi. FTIR-spektroskopia osoitti, että ultraäänikäsittely ei muuttanut grafeenin oksidien funktionaalisia ryhmiä.

Ultraäänellä kuorinnan grafeenin oksidi nanosheets

Kuva 2: SEM-kuva grafeenin nanohakeista, jotka on saatu ultrasonication avulla (Oh et al. 2010)

Graphenen Ultra ääni synteesi Hielscher UIP4000hdT

UIP4000hdT – 4 kW High-teho Ultra ääni laitteen

Graphene Sheetsin funktionaalisuus

Xu ja Suslick (2011) kuvaavat kätevää yksivaiheista menetelmää polystyreeni funktionaalisen grafiitin valmistamiseksi. Heidän tutkimuksessaan he käyttivät grafiittihiutaleita ja styreeniä perusraaka-aineena. Sonifikaationa grafiittihiutaleita styreenissä (reaktiivinen monomeeri) ultrasuuntainen säteilytys johti grafiittihiutaleiden mekaaniseen kemialliseen kuorintaan yksikerroksisiksi ja harvoiksi kerroksiksi grafeenilevyiksi. Samanaikaisesti grafeenilevyjen funktionalisointi polystyreeniketjujen kanssa on saavutettu.
Sama funktionalisointiprosessi voidaan suorittaa muiden vinyyli-monomeerien kanssa gra- dieniin perustuvissa komposiiteissa.

Nanoribbonien valmistus

Hongjie Dain ja hänen Stanford-yliopiston kollegoidensa tutkimusryhmä löysi tekniikan valmistella nanoribboneja. Graphene-nauhat ovat ohuita graphene-nauhoja, joilla voi olla jopa käyttökelpoisempia ominaisuuksia kuin grafeenilevyt. Leveys noin 10 nm tai pienempi, grabenin nauhat käyttäytyminen on samanlainen kuin puolijohde kuin elektronit ovat pakko liikkua pituussuunnassa. Tällöin voisi olla mielenkiintoista käyttää nanometrejä puolijohdekomponenttien kanssa elektroniikassa (esim. Pienemmät, nopeammat tietokonekoodit).
Dai et ai. grabenin nanoribbonin emästen valmistaminen kahdessa vaiheessa: ensinnäkin ne löysivät grafeenin kerrokset grafiitista lämpökäsittelyllä 1000 ºC: n lämpötilassa minuutin ajan 3% vetyllä argonkaasussa. Sitten grafeenin hajotettiin nauhoiksi käyttämällä ultraääni. Tämän tekniikan avulla saadut nanoromponentit ovat luonteeltaan paljon "sileämpiä’ reunat kuin tavanomaisilla litografisilla välineillä. (Jiao et al. 2009)

Hiilikuitujen valmistelu

Hiilen Nanoscrolls ovat samanlaisia ​​kuin monikerroksiset hiilinanoputket. Ero MWCNT: eille on avoimet vinkit ja sisäpintojen täydellinen saavutettavuus muihin molekyyleihin. Niitä voidaan syntetisoida märkä-kemiallisesti interkalatoimalla grafiitti kaliumilla, kuorintaan vedessä ja kolloidisen suspension suspendoimalla. (vrt. Viculis ym. 2003) Ultrasonication auttaa selviytymään grafeenin yksikerroksista hiilen nanoskooppeihin (katso kuva 3). 80%: n suuruinen konversiotehokkuus on saavutettu, mikä tekee nanohäiriöiden tuotannosta mielenkiintoisen kaupallisiin sovelluksiin.

Ultrasonically assisted synteesi hiilen nanoscrolls

Kuva 3: Hiilikuitujen ultraäänitutkimus (Viculis ym. 2003)

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


grafeeni Hajonta

Grageenin ja grafeenioksidin dispergointitaso on äärimmäisen tärkeä graeneen koko potentiaalin käyttämiseksi sen ominaispiirteiden kanssa. Jos grafeenia ei ole hajonnut kontrolloiduissa olosuhteissa, grafeenidispersion polydispersiteetti voi johtaa odottamattomaan tai epäideaaliseen käyttäytymiseen, kun se sisällytetään laitteisiin, koska grafeenin ominaisuudet vaihtelevat rakenteellisten parametriensa funktiona. Sonikaatio on osoitettu käsittely heikentää välikerrosvoimia ja mahdollistaa tärkeiden käsittelyparametrien tarkan hallinnan.
"Graeneenioksidille (GO), joka tyypillisesti kuoritaan yksikerroksisena arkkina, yksi tärkeimmistä polydispersiteettihaasteista syntyy hiutaleiden lateraalisen alueen vaihteluista. On osoitettu, että GO: n keskimääräinen sivukoko voidaan siirtää 400 nm: stä 20 um: iin muuttamalla grafiitti lähtöainetta ja sonikaatio-olosuhteita. "(Green et al., 2010)
Ultraääni hajotus useista muista tutkimuksista on osoitettu, että grafeenista saadaan hienoja ja jopa kolloidisia lietteitä. (Liu et ai., 2011 / Baby et ai., 2011 / Choi et al., 2010)
Zhang et ai. (2010) ovat osoittaneet, että ultrasonication käytöllä saavutetaan stabiili grafeenidispersio, jonka suuruus on 1 mg · ml-1 ja suhteellisen puhdas grafeenilevy, ja valmistetuilla grafeenilevyillä on suuri sähkönjohtavuus 712 S · m-1. Fourier-muunnettujen infrapunaspektrien ja Raman-spektrien tutkimusten tulokset osoittivat, että ultraäänimittausmenetelmällä on vähemmän vahinkoa grafeenin kemiallisille ja kiteisille rakenteille.

Korkean suoritus kyvyn ultrasonicators

Korkealaatuisten grafeenin Nano-levyjen tuotantoon tarvitaan luotettavia korkean suoritus kyvyn Ultra ääni laitteita. Amplitudi, paine ja lämpö tila ovat olennaisia parametreja, jotka ovat olennaisia toistettavuuden ja johdonmukaisen tuotteen laadun kannalta. Hielscher Ultrasonics’ Ultra ääni prosessorit ovat voimakkaita ja tarkasti hallittavissa järjestelmiä, jotka mahdollistavat prosessi parametrien tarkan asettamisen ja jatkuvan korkean tehon Ultra ääni lähdön. Hielscher Ultrasonics’ teollisuuden Ultra ääni prosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Amplitudit jopa 200 μm voidaan helposti jatkuvasti ajaa 24/7 toimintaa. Jopa korkeampi amplitudit, räätälöityjä Ultra ääni sonotrodes ovat saatavilla. Hielscherin Ultra ääni laitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 käytön raskaissa ja vaativissa ympäristöissä.
Asiakkaamme ovat tyytyväisiä Hielscherin Ultra ääni järjestelmien erinomaisen kestävyyden ja luotettavuuden. Asennus raskaan käytön, vaativien ympäristöjen ja 24/7-toiminnan aloilla takaavat tehokkaan ja taloudellisen käsittelyn. Ultra ääni prosessin tehostaminen lyhentää käsittely aikaa ja saavuttaa parempia tuloksia, eli korkeamman laadun, korkeamman tuoton, innovatiiviset tuotteet.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

erätilavuus Virtausnopeus Suositeltavat laitteet
0.5 - 1,5 ml n.a VialTweeter
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000 ml 20 - 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4 l / min UIP2000hdT
10 - 100 litraa 2 - 10 l / min UIP4000hdT
n.a 10 - 100 l / min UIP16000
n.a suuremmat klusterin UIP16000

Ota yhteyttä / kysy lisätietoja

Kerro meille käsittelyn vaatimuksista. Suosittelemme projektin sopivia asennus- ja käsittelyparametreja.





Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


Lataa koko artikkeli pdf-muodossa tästä:
Grafieenin ultrasonically assisted preparation


Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suoritus kyvyn ultraäänihomogenisaattoreita dispersiota, emulgointia ja solujen uuttamista varten.

Korkean tehon ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriosta pilotti-ja teolliseen mitta kaavassa.

Kirjallisuus / Viitteet

  • Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Kuorittu CrPS4 lupaavalla valojohtavuudesta. Pieni Vol.16, numero1. 9. tammikuuta 2020.
  • An, X .; Simmons, T .; Shah, R .; Wolfe, C .; Lewis, KM; Washington, M .; Nayak, SK; Talapatra, S .; Kar, S. (2010): Stabiliset vesidispersionit ei-kovalenttisesti funktionaalisesta grafiitista grafiitista ja niiden monitoimisista korkean suorituskyvyn sovelluksista. Nano Letters 10/2010. s. 4295 - 4301.
  • Baby, T. Th .; Ramaprabhu, S. (2011): Tehostettu konvektiivinen lämmönsiirto käyttäen grafeenin dispergoituja nanofluideja. Nanoscale Research Letters 6: 289, 2011.
  • Bang, JH; Suslick, KS (2010): Ultraääni-sovellukset nanorakenteisten materiaalien synteesiin. Kehittyneet materiaalit 22/2010. s. 1039-1059.
  • Choi, EY; Han, TH; Hong, J .; Kim, JE; Lee, SH; Kim, HW; Kim, SO (2010): Grafeenin ei-kovalenttinen funktionalisointi endfunktionaalisilla polymeereillä. Journal of Materials Chemistry 20/2010, s. 1907-1912.
  • Geim, AK (2009): Graphene: tila ja näkymät. Tiede 324/2009. s. 1530-1534. http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0906/0906.3799.pdf
  • Vihreä, AA; Hersam, MC (2010): Kehittyvät menetelmät monodispergoitujen grafi- disdispersiotuotantoa varten. Journal of Physical Chemistry Letters, 2010, s. 544-549.
  • Guo, J .; Zhu, S .; Chen, Z .; Li, Y .; Yu, Z .; Liu, Z .; Liu, Q .; Li, J .; Feng, C .; Zhang, D. (2011): TiO: n sonokemiallinen synteesi (2 nanopartikkeleita grafeenilla fotokatalyyttinä käytettäväksi
  • Hasan, K. ul; Sandberg, MO; Nur, O .; Willander, M. (2011): Grafeeni-suspensioiden polykationaalinen stabilointi. Nanoscale Research Letters 6: 493, 2011.
  • Liu, X .; Pan, L .; Lv, T .; Zhu, G .; Lu, T .; Sun, Z .; Sun, C. (2011): TiO2-alentuneiden grafieenioksidikomposiittien mikroaaltoavusteinen synteesi Cr (VI): n fotokatalyyttiseen pelkistämiseen. RSC Advances 2011.
  • Malig, J .; Englert, JM; Hirsch, A .; Guldi, DM (2011): Wet Chemistry of Graphene. Electrochemical Society Interface, Spring 2011. s. 53-56.
  • Voi, W. Ch .; Chen, ML; Zhang, K .; Zhang, FJ; Jang, WK (2010): Lämpö- ja ultraäänihoidon vaikutus grafi- dioksidihiukkasten muodostumiseen. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. s. 1097-1102.
  • Sametband, M .; Shimanovich, U .; Gedanken, A. (2012): Graeneenioksidimikropallot, jotka on valmistettu yksinkertaisella yksivaiheisella ultraäänikäsittelymenetelmällä. New Journal of Chemistry 36/2012. s. 36-39.
  • Savoskin, MV; Mochalin, VN; Yaroshenko, AP; Lazareva, NI; Konstanitinova, TE; Baruskov, IV; Prokofiev, IG (2007): Hiilen nanoscrelsit, jotka on valmistettu akseptorityyppisistä grafiittiinterkalaatioyhdisteistä. Hiili 45/2007. s. 2797-2800.
  • Stankovich, S .; Dikin, DA; Piner, RD; Kohlhaas, KA; Kleinhammes, A .; Jia, Y .; Wu, Y .; Nguyen, ST; Ruoff, RS (2007): Grafeenipohjaisten nanosäikeiden synteesi kemiallisen redusoimattoman grafiittioksidin avulla. Hiili 45/2007. s. 1558-1565.
  • Stengl, V .; Popelková, D .; Vlácil, P. (2011): TiO2-grafieenin nanokomposiitti korkean suorituskyvyn fotokatalyytteinä. Julkaisussa: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. s. 25209-25218.
  • Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, Voi. 26, s. 517-541.
  • Viculis, LM; Mack, JJ; Kaner, RB (2003): Kemiallinen reitti hiilen nanoskooppeihin. Science, 299/1361; 2003.
  • Xu, H .; Suslick, KS (2011): Funktionaalisten grafi- naalien sonokemiallinen valmistaminen. Julkaisussa: Journal of American Chemical Society 133/2011. s. 9148-9151.
  • Zhang, W .; Hän, W .; Jing, X. (2010): Stabiilin gra- dienidispersion valmistus korkealla pitoisuudella ultraäänellä. Journal of Physical Chemistry B 32/114, 2010, s. 10368-10373.
  • Jiao, L .; Zhang, L .; Wang, X .; Diankov, G .; Dai, H. (2009): Kapeat grafeenit nanorubonista hiilinanoputkista. Nature 458 / 2009. pp. 877-880.
  • Park, G .; Lee, KG; Lee, SJ; Park, TJ; Wi, R .; Kim, DH (2011): Graphene-Gold-nanokomposiittien synteesi Sonokemiallisen reduktioon. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 7/11, 2011. s. 6095-6101.
  • Zhang, RQ; De Sakar, A. (2011): Teoreettiset tutkimukset graafi-segmenttien muodostumisesta, ominaisuuksien virittämisestä ja adsorptioista. In: M. Sergey (toim.): Graeneeni-teorian fysiikka ja sovellukset. InTech 2011. s. 3-28.


Tosiasiat, jotka kannattaa tietää

Mitä Grafeeni on?

Grafiitti koostuu kaksiulotteisista sp2-hybridisoituneista, kuusikulmioisesti järjestetyistä hiiliatomista - grabeneista -, jotka on säännöllisesti pinottu. Grafeenin atomi-ohut levyt, jotka muodostavat grafiittia sitoutumattomilla vuorovaikutuksilla, karakterisoidaan äärimmäisen suuremmalla pinta-alalla. Grafeenilla on ylimääräinen lujuus ja lujuus pohja-asteikolla, joka nousee n. 1020 GPa lähes timantin vahvuusarvo.
Grafene on eräiden allotrooppien perusrakenne, mukaan lukien grafitin lisäksi myös hiilinanoputket ja täyserialenit. Lisäaineena grafienia voi parantaa dramaattisesti polymeerikomposiitteiden sähköisiä, fysikaalisia, mekaanisia ja estäviä ominaisuuksia erittäin alhaisilla kuormituksilla. (Xu, Suslick 2011)
Graeneeni on ominaisuutensa ansiosta superlatiivien materiaali ja siten lupaava teollisuudelle, joka tuottaa komposiitteja, pinnoitteita tai mikroelektroniikkaa. Geim (2009) kuvaa grafienia supermateriaalina lyhyesti seuraavassa kappaleessa:
"Se on ohuin materiaali maailmankaikkeudessa ja vahvin koskaan mitattu. Sen maksullisilla kantajilla on valtava sisäinen liikkuvuus, pienin tehollinen massa (se on nolla) ja voi kulkea mikrometriä pitkiä etäisyyksiä ilman sironta huoneenlämmössä. Graphene pystyy ylläpitämään nykyisiä tiheyksiä Kuusi kuparin kuparia korkeampi, näyttää ennätyksellisen lämmönjohtavuuden ja jäykkyyden, se ei läpäise kaasuja ja sovittaa yhteen ristiriitaisia ​​ominaisuuksia kuin hauraus ja sitkeys. Grafeenin elektronin siirto kuvataan Diracin kaltaisella yhtälöllä, joka mahdollistaa relativististen kvanttisten ilmiöiden tutkimisen penkki-top-kokeessa. "
Näiden erinomaisten materiaalien ominaispiirteiden ansiosta grafeeni on yksi lupaavimmista materiaaleista ja se on nanomateriaalitutkimuksen painopisteenä.

Mahdolliset hakemukset Grafeeni

Biologiset sovellukset: Esimerkki ultraäänitrogeenin valmistuksesta ja sen biologisesta käytöstä on esitetty julkaisussa "Synteesi graafiset kullan nanokomposiitit Sonochemical Reductionin avulla" julkaisussa Park et al. (2011), jossa syntetisoitiin pelkistetystä grafie- nioksidista (Au) nanopartikkeleista peräisin oleva nanokomposiitti samanaikaisesti vähentämällä kulta-ioneja ja sijoittamalla kullan nanopartikkeleita pelkistetyn grafie- nioksidin pinnalle samanaikaisesti. Kullanionien vähenemisen helpottamiseksi ja happiominaisuuksien tuottamiseksi kullan nanohiukkasten ankkuroimiseksi pelkistetyllä grafie- nioksidilla ultraäänirasitusta levitettiin reagenssien seokseen. Kulta-sitova-peptidi-modifioitujen biomolekyylien tuottaminen osoittaa grafeenin ja grafeenikomposiittien ultraäänimittauksen potentiaalia. Näin ollen ultraääni näyttää olevan sopiva työkalu muiden biomolekyylien valmistamiseksi.
Elektroniikka: Graphene on erittäin toimiva materiaali elektroniselle sektorille. Geenin verkon sisällä olevien latauskantajien suurella liikkuvuu- della graeneeni on eniten kiinnostunut nopeiden elektronisten komponenttien kehittämisestä suurtaajuusteknologiassa.
Anturit: Ultrastaisesti kuorittua grafienia voidaan käyttää erittäin herkkien ja selektiivisten kondomiometristen antureiden tuottamiseen (joiden resistenssi muuttuu nopeasti >10 000% tyydyttyneessä etanolihöyryssä) ja ultrakapacitorit, joilla on erittäin suuri ominaiskapasitanssi (120 F / g), tehotiheys (105 kW / kg) ja energiatiheys (9,2 Wh / kg). (An et ai., 2010)
Alkoholi: Alkoholin tuottaminen: Sivuprosessi voi olla grafeenin käyttö alkoholituotannossa, grafiogeenikalvoja voidaan käyttää alkoholin tislaamiseen ja alkoholijuomien vahvistamiseen.
Vahvin, sähköisesti johtava ja yksi kevyimmistä ja joustavimmista materiaaleista on grafienia, joka on lupaava materiaali aurinkokennoille, katalyytti, läpinäkyvät ja emissiiviset näytöt, mikromekaaniset resonaattorit, transistorit katodina litium-ilma-akkuihin, ultrasensitiivisille kemiallisille ilmaisijoille , johtavat pinnoitteet sekä käyttö lisäaineina yhdisteissä.

Korkean tehon Ultra äänen toiminta periaate

Kun nesteitä sonikoidaan suurilla voimakkuuksilla, nestemäiseen väliaineeseen etenevät ääni-aallot johtavat vuorotellen korkeapaine- (puristus-) ja matalapaineisia (harvinainen) syklejä, joiden nopeudet riippuvat taajuudesta. Alhaisen paineen syklin aikana suuritehoiset ultraääni-aallot muodostavat pienet tyhjökuplat tai tyhjiöt nesteeseen. Kun kuplat saavuttavat tilavuuden, jossa ne eivät enää pysty absorboimaan energiaa, ne kutistuvat voimakkaasti korkeapaineisen syklin aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi. Implosion aikana saavutetaan hyvin korkeita lämpötiloja (n. 5000 K) ja paineita (noin 2 000 m) paikallisesti. Implisointi kavitaatio kupla myös johtaa nestemäisiin suihkukoneisiin, joiden nopeus on jopa 280 m / s. (Suslick 1998) Ultrassa syntyvä kavitaatio aiheuttaa kemiallisia ja fysikaalisia vaikutuksia, joita voidaan soveltaa prosesseihin.
Kavitaatio-indusoitu sonokemian tarjoaa ainutlaatuisen vuorovaikutuksen energian ja materiaalin välillä, ja kuumia paikkoja kuplien sisällä ~ 5000 K, paineita ~ 1000 bar, lämmitys ja jäähdytys >1010K s-1; nämä poikkeukselliset olosuhteet mahdollistavat pääsyn useisiin kemiallisiin reaktiotiloihin, joita ei normaalisti ole saatavissa, mikä mahdollistaa monien epätavallisten nanorakenteisten materiaalien synteesin. (Bang 2010)