გრაფენის ულტრაბგერითი დისპერსია

ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს

რა არის გრაფენი?

გრაფინი არის ნახშირბადის ერთი ატომის სისქის ფენა, რომელიც შეიძლება შეფასდეს, როგორც გრაფენის ერთშრიანი ან 2D სტრუქტურა (ერთფენიანი გრაფენი = SLG). გრაფენს აქვს არაჩვეულებრივად დიდი სპეციფიური ზედაპირი და უმაღლესი მექანიკური თვისებები (იანგის მოდული 1 TPa და შინაგანი სიძლიერე 130 GPa), გთავაზობთ დიდ ელექტრონულ და თერმული კონდუქტომეტრს, მუხტის მატარებლის მობილობას, გამჭვირვალობას და არის გაზებისადმი გაუვალი. მატერიალური მახასიათებლების გამო, გრაფენი გამოიყენება როგორც გამაძლიერებელი დანამატი, რათა კომპოზიტებს მისცეს სიმტკიცე, გამტარობა და ა.შ. გრაფენის მახასიათებლების სხვა მასალებთან შერწყმის მიზნით, გრაფენი უნდა დაიფანტოს ნაერთში ან გამოყენებული იქნას როგორც თხელი ფენის საფარი. სუბსტრატზე.
ჩვეულებრივი გამხსნელები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება როგორც თხევადი ფაზა გრაფინის ნანოფურცლების დასაშლელად, მოიცავს დიმეთილ სულფოქსიდს (DMSO), N,N-დიმეთილფორმამიდს (DMF), N-მეთილ-2-პიროლიდონს (NMP), ტეტრამეთილშარდოვანას (TMU, ტეტრაჰიდროფურანს (THF) პროპილენ კარბონატაცეტონი (PC), ეთანოლი და ფორმამიდი.

შეიძლება თუ არა გრაფენის გაფანტვა წყალში?

დიახ, გრაფენი შეიძლება წყალში დაიშალოს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების, პოლიმერების ან სხვა სტაბილიზატორების გამოყენებით აგრეგაციის თავიდან ასაცილებლად და დისპერსიის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. სანდო დისპერსიული მოწყობილობა, როგორიცაა ზონდის ტიპის sonicators, ასევე გადამწყვეტ როლს თამაშობს გრაფენის დისპერსიაში, ულტრაბგერითი ენერგიის გამოყენებით აგლომერატების დასაშლელად და გრაფენის ნაწილაკების ზომის შესამცირებლად, რაც ხელს უწყობს უფრო ერთგვაროვან და სტაბილურ დისპერსიას თხევად გარემოში.

შეიძლება თუ არა გრაფენის ოქსიდი წყალში დაშლა?

დიახ, გრაფენის ოქსიდს შეუძლია წყალში დაშლა ჟანგბადის შემცველი ფუნქციური ჯგუფების გამო, რაც აძლიერებს მის ჰიდროფილურობას და საშუალებას აძლევს შექმნას სტაბილური წყლის დისპერსიები.

რა არის საუკეთესო გამხსნელი გრაფენის დასაშლელად?

გრაფენის დასაშლელად საუკეთესო გამხსნელი არის N-მეთილ-2-პიროლიდონი (NMP) მისი მაღალი პოლარობისა და გრაფენის ფურცლების სტაბილიზაციის უნარის გამო, რაც იწვევს ერთგვაროვან და სტაბილურ დისპერსიას.

რატომ არის გრაფენი წყალში უხსნადი?

გრაფენი წყალში უხსნადია, რადგან არ გააჩნია ფუნქციური ჯგუფები, რომლებსაც შეუძლიათ წყლის მოლეკულებთან ურთიერთქმედება, რაც მას ჰიდროფობიურს და აგრეგაციისკენ მიდრეკილს ხდის გრაფენის ფურცლებს შორის ძლიერი ვან დერ ვაალის ძალების გამო.

რატომ გამოიყენება გრაფენი კომპოზიტებში?

გრაფენი ყველაზე თხელია ერთი ატომის სისქით, დაახლოებით. 0,77 მგ 1 მ² ყველაზე მსუბუქი და 150,000,000 psi (100-300-ჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე ფოლადი) დაჭიმვის სიმტკიცით და 130,000,000,000 პასკალის გამძლეობით, ყველაზე ძლიერი მასალაა ცნობილი.
გარდა ამისა, გრაფენი საუკეთესო თბოგამტარია (ოთახის ტემპერატურაზე (4,84±0,44) × 10³ (5,30±0,48) × 10-მდე³ ვ·მ^-11 · კ^-1) და საუკეთესო ელექტროგამტარი (ელექტრონების მობილურობა უფრო მაღალია 15000 სმ-მდე²· V^-1· ს^-1).
გრაფენის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მისი ოპტიკური თვისება სინათლის შთანთქმით თეთრი სინათლის πα≈2,3% და მისი გამჭვირვალე გარეგნობა.
მატრიცებში გრაფენის ინკორპორირებით, ეს გამორჩეული მატერიალური მახასიათებლები შეიძლება გადავიდეს მიღებულ კომპოზიტზე, რომელიც გთავაზობთ უნიკალურ ფუნქციებს. ასეთი გრაფენით გამაგრებული კომპოზიტები გვთავაზობენ ახალ შესაძლებლობებს მასალის განვითარებისა და სამრეწველო გამოყენებისთვის. თავისი მახასიათებლებიდან გამომდინარე, გრაფენი და გრაფენ-კომპოზიტები უკვე ფართოდ არის გავრცელებული მაღალი ხარისხის ბატარეების, სუპერკონდენსატორების, გამტარ მელნის, საფარების, ფოტოელექტრული სისტემებისა და ელექტრონული მოწყობილობების წარმოებაში.
Hielscher sonicators აწვდის საჭირო მაღალ ათვლის ძალებს ვან დერ ვაალის ძალების დასაძლევად, რათა გრაფენის ნანოფურცლები ერთნაირად გადანაწილდეს კომპოზიტურ მატრიცებში. ულტრაბგერითი დისპერსერები, როგორიცაა UIP2000hdT ან UIP16000, გამოიყენება გრაფენით და გრაფენის ოქსიდით გამაგრებული ნანოკომპოზიტების დასამზადებლად.