グラフェンの超音波分散

知っておく価値のある事実

グラフェンとは?

グラフェンは原子1個分の厚さの炭素の層で、グラフェンの単層または2次元構造(単層グラフェン=SLG)といえます。グラフェンは、非常に大きな比表面積と優れた機械的特性(ヤング率1 TPa、固有強度130 GPa)を持ち、優れた電子伝導率と熱伝導率、電荷キャリア移動度、透明性を提供し、ガスに対して不透過性です。これらの材料特性により、グラフェンは、複合材料に強度、導電性などを与えるための補強添加剤として使用されます。グラフェンの特性を他の材料と組み合わせるためには、グラフェンをコンパウンドに分散させるか、基板上に薄膜コーティングとして塗布する必要があります。
グラフェンナノシートを分散させるための液相としてよく使用される一般的な溶媒には、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、テトラメチル尿素(TMU)、テトラヒドロフラン(THF)、プロピレンカーボネートアセトン(PC)、エタノール、ホルムアミドなどがあります。

グラフェンは水に分散できますか?

はい、グラフェンは、界面活性剤、ポリマー、またはその他の安定化剤を使用して水に分散させることで、凝集を防ぎ、分散安定性を維持することができます。プローブ型超音波処理器などの信頼性の高い分散装置も、超音波エネルギーを使用して凝集体を分解し、グラフェン粒子のサイズを縮小することにより、グラフェン分散において重要な役割を果たし、液体媒体中でのより均一で安定した分散を促進します。

酸化グラフェンは水に溶けますか?

はい、酸化グラフェンは、その酸素含有官能基により水に溶解し、親水性を高め、安定した水性分散液を形成することができます。

グラフェンを分散させるのに最適な溶媒は何ですか?

グラフェンを分散させるのに最適な溶媒は、極性が高く、グラフェンシートを安定化する能力があるため、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)であり、均一で安定した分散が得られます。

グラフェンが水に溶けないのはなぜですか?

グラフェンは、水分子と相互作用できる官能基がないため、水に不溶性であり、疎水性であり、グラフェンシート間の強いファンデルワールス力により凝集しやすくなります。

なぜグラフェンは複合材料に使用されているのですか?

グラフェンは原子1個分の厚さが最も薄く、重量は1mあたり約0.77mgです² 最も軽量で、引張剛性は150,000,000 psi(鋼の100〜300倍強力)、引張強度は130,000,000,000パスカルで、知られている最強の材料です。
さらに、グラフェンは最高の熱伝導体です(室温で(4.84±0.44)×10³ (5.30±0.48) × 10まで³ W・メートル^-11·K^-1)と最高の導電体(電子移動度が15,000 cmと高い²·V^-1・s^-1).
グラフェンのもう一つの重要な特性は、白色光のπα≈2.3%で光を吸収する光学特性と、透明な外観です。
グラフェンをマトリックスに組み込むことで、その優れた材料特性を得られる複合材料に転写することができ、独自の機能を提供することができます。このようなグラフェン強化複合材料は、材料開発や産業用途に新たな可能性をもたらします。その特性により、グラフェンおよびグラフェン複合材料は、高性能バッテリー、スーパーキャパシタ、導電性インク、コーティング、太陽光発電システム、および電子デバイスの製造にすでに広く普及しています
ヒールシャー超音波処理器は、グラフェンナノシートを複合マトリックスに均一に分布させるために、ファンデルワールス力を克服するために必要な高せん断力を提供します。のような超音波分散機は、 UIP2000hdT またはUIP16000グラフェンおよび酸化グラフェン強化ナノ複合材料を製造するために使用されます。