Prodhimi i grafenit me ultratinguj

Sinteza e grafenit me ultratinguj përmes eksfolimit të grafitit është metoda më e besueshme dhe më e favorshme për të prodhuar fletë grafeni me cilësi të lartë në shkallë industriale. Procesorët me ultratinguj me performancë të lartë të Hielscher mund të kontrollohen me saktësi dhe mund të gjenerojnë amplituda shumë të larta gjatë funksionimit 24/7. Kjo mundëson përgatitjen e sasive të mëdha të grafenit të paprekur në mënyrë të lehtë dhe me madhësi të kontrollueshme.

Përgatitja e grafenit me ultratinguj

Që kur janë njohur vetitë e jashtëzakonshme të grafitit, janë zhvilluar disa metoda për përgatitjen e tij. Krahas tyre, ekziston edhe prodhimi kimik i grafeneve nga oksidi i grafenit në procese me shumë hapa, për të cilat nevojiten agjentë oksidues dhe reduktues shumë të fortë. Për më tepër, grafeni i përgatitur në këto kushte kimike të ashpra shpesh përmban një numër të madh defektesh edhe pas reduktimit, krahasuar me grafenet e përftuara me metoda të tjera. Megjithatë, ultratingujt janë një alternativë e provuar për të prodhuar grafen me cilësi të lartë, edhe në sasi të mëdha. Studiuesit kanë zhvilluar mënyra paksa të ndryshme që përdorin ultratinguj, por në përgjithësi prodhimi i grafenit është një proces i thjeshtë me një hap.

Eksfoliimi i grafenit me ultratinguj në ujë

Një sekuencë kuadrosh me shpejtësi të lartë (nga a në f) që ilustron eksfolimin sonomekanik të një luspe grafiti në ujë duke përdorur UP200S, një pajisje me ultratinguj 200W me sonotrodë 3-mm. Shigjetat tregojnë vendin e ndarjes (eksfolimit), ku flluskat e kavitacionit depërtojnë në çarje.
(studimi dhe fotografitë: © Tyurnina et al. 2020

UIP2000hdT – pajisje me ultratinguj 2kW për përpunimin e lëngjeve.

UIP2000hdT – pajisje e fuqishme me ultratinguj 2kW për eksfolimin e grafenit

Përparësitë e eksfolimit të grafenit me ultratinguj

Pajisjet me ultratinguj të tipit sondë dhe reaktorët e Hielscher e shndërrojnë eksfolimin e grafenit në një proces shumë efikas, që përdoret për të prodhuar grafen nga grafiti përmes zbatimit të valëve të fuqishme ultrasonore. Kjo teknikë ofron disa përparësi ndaj metodave të tjera të prodhimit të grafenit. Përfitimet kryesore të eksfolimit të grafenit me ultratinguj janë si më poshtë:

Efikasitet i lartë: Eksfolimi i grafenit përmes trajtimit me ultratinguj me sondë është një metodë shumë efikase e prodhimit të grafenit. Ajo mund të prodhojë sasi të mëdha grafeni me cilësi të lartë në një kohë të shkurtër.
Kosto e ulët: Pajisjet e nevojshme për eksfolimin me ultratinguj në prodhimin industrial të grafenit janë relativisht të lira krahasuar me metodat e tjera të prodhimit të grafenit, si depozitimi kimik nga faza e avullit (CVD) dhe eksfolimi mekanik.
Mundësia e rritjes së shkallës së prodhimit: Eksfolimi i grafenit me një pajisje me ultratinguj mund të kalojë lehtësisht në shkallë më të madhe për prodhimin e grafenit në sasi të mëdha. Eksfolimi dhe dispergimi i grafenit me ultratinguj mund të kryhen si me tufa, ashtu edhe në një proces të vazhdueshëm në linjë. Kjo e bën atë një mundësi të zbatueshme për aplikime në shkallë industriale.
Kontroll mbi vetitë e grafenit: Eksfolimi dhe ndarja e shtresave të grafenit përmes trajtimit me ultratinguj me sondë mundësojnë kontroll të saktë mbi vetitë e grafenit të prodhuar. Kjo përfshin madhësinë, trashësinë dhe numrin e shtresave të tij.
Ndikim minimal në mjedis: Eksfolimi i grafenit duke përdorur një sondë ultrasonore është një metodë ekologjike e prodhimit të grafenit, pasi mund të përdoret me tretës jotoksikë dhe të padëmshëm për mjedisin, si uji ose etanoli. Kjo do të thotë se ndarja e shtresave të grafenit me ultratinguj mundëson shmangien ose reduktimin e përdorimit të kimikateve agresive ose të temperaturave të larta. Kjo e bën atë një alternativë miqësore me mjedisin ndaj metodave të tjera të prodhimit të grafenit.

Në përgjithësi, eksfolimi i grafenit duke përdorur pajisjet me ultratinguj të tipit sondë dhe reaktorët e Hielscher ofron një metodë ekonomikisht të leverdishme, të përshtatshme për rritjen e shkallës së prodhimit dhe miqësore me mjedisin për prodhimin e grafenit, me kontroll të saktë mbi vetitë e materialit të përftuar.

Shembull i prodhimit të thjeshtë të grafenit duke përdorur trajtimin me ultratinguj

Grafiti shtohet në një përzierje acidi organik të holluar, alkooli dhe uji, dhe më pas përzierja ekspozohet ndaj rrezatimit ultrasonor. Acidi vepron si një “pykë molekulare”, e cila ndan fletët e grafenit nga grafiti fillestar. Përmes këtij procesi të thjeshtë krijohet një sasi e madhe grafeni të padëmtuar, me cilësi të lartë, të disperguar në ujë. (An et al. 2010)

Videoja tregon përzierjen dhe dispergimin ultrasonik të grafitit në 250mL rrëshirë epokside (Toolcraft L), duke përdorur një homogjenizues ultrasonik (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics prodhon pajisje për dispergimin e grafitit, grafenit, nanotubave të karbonit, nanotelave ose mbushësve në laborator ose në procese prodhimi në vëllim të madh. Zbatimet tipike përfshijnë dispergimin e nanomaterialeve dhe mikromaterialeve gjatë procesit të funksionalizimit ose dispergimin e tyre në rrëshira apo polimere.

Nanopllakëzat e grafenit pa defekte, të përbëra nga pak shtresa të stivuara, prodhohen nëpërmjet trajtimit me ultratinguj

Imazhe nga mikroskopi elektronik me transmetim me rezolucion të lartë të nanofletëve të grafenit të përftuara
nëpërmjet dispergimit në fazë ujore të asistuar me ultratinguj dhe metodës Hummer.
(Studimi dhe grafika: Ghanem dhe Rehim, 2018)

Për të mësuar më shumë rreth sintezës, dispergimit dhe funksionalizimit të grafenit me ultratinguj, ju lutemi klikoni këtu:

Eksfolimi i drejtpërdrejtë i grafenit

Ultratingujt mundësojnë përgatitjen e grafeneve në tretës organikë, tretësira të lëndëve tensioaktive në ujë ose lëngje jonike. Kjo do të thotë se mund të shmanget përdorimi i agjentëve të fortë oksidues ose reduktues. Stankovich et al. (2007) prodhuan grafen nëpërmjet eksfolimit nën trajtim me ultratinguj.
Imazhet AFM të oksidit të grafenit të eksfoluar nga trajtimi me ultratinguj në përqendrime prej 1 mg/mL në ujë zbuluan gjithmonë praninë e fletëve me trashësi uniforme (~1 nm; një shembull paraqitet në figurën më poshtë). Këto mostra të oksidit të grafenit të eksfoluara mirë nuk përmbanin fletë as më të trasha dhe as më të holla se 1nm, duke çuar në përfundimin se në këto kushte ishte arritur vërtet eksfolimi i plotë i oksidit të grafenit deri në fletë individuale të oksidit të grafenit. (Stankovich et al. 2007)

Sondat dhe reaktorët ultrasonikë me fuqi të lartë të Hielscher janë mjeti ideal për përgatitjen e grafenit – si në shkallë laboratorike, ashtu edhe në rrjedhat e proceseve në shkallë të plotë tregtare

Imazh AFM i fletëve të eksfoluara të GO me tre profile lartësie të marra në vende të ndryshme
(Figura dhe studimi: ©Stankovich et al., 2007)

Përgatitja e fletëve të grafenit

Stengl et al. kanë demonstruar përgatitjen me sukses të fletëve të pastra të grafenit në sasi të mëdha gjatë prodhimit të nanokompozitit jostekiometrik TiO2–grafen nëpërmjet hidrolizës termike të një suspensioni me nanofletë grafeni dhe kompleks perokso të dioksidit të titanit. Nanofletët e pastra të grafenit u prodhuan nga grafiti natyror duke përdorur një fushë kavitacioni me intensitet të lartë, të gjeneruar nga procesori me ultratinguj Hielscher UIP1000hd në një reaktor me ultratinguj nën presion prej 5 bar. Fletët e përftuara të grafenit, me sipërfaqe specifike të lartë dhe veti elektronike unike, mund të përdoren si një mbështetës i mirë për TiO2 për të rritur aktivitetin fotokatalitik. Grupi kërkimor pohon se cilësia e grafenit të përgatitur me ultratinguj është shumë më e lartë se ajo e grafenit të përftuar me metodën Hummer, ku grafiti eksfoliohet dhe oksidohet. Meqenëse kushtet fizike në reaktorin me ultratinguj mund të kontrollohen me saktësi dhe duke supozuar se përqendrimi i grafenit si dopant do të ndryshojë në intervalin 1 – 0,001%, prodhimi i grafenit në një sistem të vazhdueshëm në shkallë tregtare mund të instalohet lehtësisht. Pajisjet industriale me ultratinguj dhe reaktorët në linjë për eksfolimin efikas të grafenit me cilësi të lartë janë lehtësisht të disponueshëm.

Reaktor ultrasonik për eksfolimin e grafenit.

Reaktor me ultratinguj për eksfolimin dhe dispergimin e grafenit.

Përgatitja nëpërmjet trajtimit të oksidit të grafenit me ultratinguj

Oh et al. (2010) kanë demonstruar një rrugë përgatitjeje duke përdorur rrezatimin me ultratinguj për të prodhuar shtresa të oksidit të grafenit (GO). Për këtë qëllim, ata pezulluan njëzet e pesë miligramë pluhur oksidi grafeni në 200 ml ujë të dejonizuar. Duke e përzier, përftuan një suspension ngjyrë kafe johomogjen. Suspensionet e përftuara u trajtuan me ultratinguj (30 min, 1,3 × 105J) dhe, pas tharjes (në 373 K), u prodhua oksidi i grafenit i trajtuar me ultratinguj. Spektroskopia FTIR tregoi se trajtimi me ultratinguj nuk i ndryshoi grupet funksionale të oksidit të grafenit.

Nanofletë të oksidit të grafenit të eksfoliuara me ultratinguj

Imazh SEM i nanofletëve të grafenit të pamodifikuar të përftuara me ultratinguj (Oh et al., 2010)

Funksionalizimi i fletëve të grafenit

Xu dhe Suslick (2011) përshkruajnë një metodë praktike me një hap për përgatitjen e grafitit të funksionalizuar me polistiren. Në studimin e tyre, ata përdorën petëza grafiti dhe stiren si lëndë të para bazë. Gjatë sonikimit të petëzave të grafitit në stiren (një monomer reaktiv), rrezatimi ultrasonik shkaktoi eksfolimin mekanokimik të petëzave të grafitit në fletë grafeni me një shtresë dhe me pak shtresa. Njëkohësisht, u arrit funksionalizimi i fletëve të grafenit me zinxhirët e polistirenit.
I njëjti proces funksionalizimi mund të kryhet me monomerë të tjerë vinilikë për kompozite me bazë grafeni.

Ultrasonikatorët me performancë të lartë janë të besueshëm dhe shumë efikasë në eksfolimin e nanofletëve të paprekura të grafenit gjatë prodhimit të vazhdueshëm në linjë.

Sistem industrial me ultratinguj me fuqi të lartë për eksfolimin industrial të grafenit në linjë.

Dispersionet e grafenit

Shkalla e dispergimit të grafenit dhe oksidit të grafenit është jashtëzakonisht e rëndësishme për të shfrytëzuar potencialin e plotë të grafenit me karakteristikat e tij specifike. Nëse grafeni nuk dispergohet në kushte të kontrolluara, polidispersiteti i dispersionit të grafenit mund të çojë në sjellje të paparashikueshme ose joideale pasi ai të përfshihet në pajisje, sepse vetitë e grafenit ndryshojnë në varësi të parametrave të tij strukturorë. Sonikimi është një trajtim i provuar për dobësimin e forcave ndërmjet shtresave dhe mundëson kontroll të saktë të parametrave të rëndësishëm të përpunimit.
“Për oksidin e grafenit (GO), i cili zakonisht eksfoliohet në formën e fletëve me një shtresë, një nga sfidat kryesore të polidispersitetit lind nga ndryshimet në sipërfaqen anësore të petëzave. Është treguar se përmasa mesatare anësore e GO mund të ndryshohet nga 400 nm në 20 μm duke ndryshuar grafitin si lëndë fillestare dhe kushtet e sonikimit.” (Green et al. 2010)
Dispergimi ultrasonik i grafenit, që jep pezulli koloidale të imëta dhe të njëtrajtshme, është demonstruar në studime të tjera të ndryshme. (Liu et al. 2011/ Baby et al. 2011/ Choi et al. 2010)
Zhang et al. (2010) kanë treguar se përmes përdorimit të sonikimit arrihen një dispersion i qëndrueshëm grafeni me një përqendrim të lartë prej 1 mg·mL−1 dhe fletë grafeni relativisht të pastra, dhe se fletët e grafenit të përgatitura në këtë mënyrë shfaqin një përçueshmëri të lartë elektrike prej 712 S·m⁻¹. Rezultatet e analizës së spektrave infra të kuq me transformim Fourier dhe spektrave Raman treguan se metoda e përgatitjes me ultratinguj shkakton më pak dëmtime në strukturat kimike dhe kristalore të grafenit.

Sonikatorë me performancë të lartë për eksfolimin e grafenit

Për prodhimin e nanofletëve të grafenit me cilësi të lartë nevojiten pajisje ultrasonike të besueshme me performancë të lartë. Amplituda, presioni dhe temperatura janë parametra thelbësorë, vendimtarë për riprodhueshmërinë dhe cilësinë e njëtrajtshme të produktit. Procesorët ultrasonikë të Hielscher Ultrasonics janë sisteme të fuqishme dhe të kontrollueshme me saktësi, që mundësojnë vendosjen e saktë të parametrave të procesit dhe emetimin e vazhdueshëm të ultratingujve me fuqi të lartë. Procesorët ultrasonikë industrialë të Hielscher Ultrasonics mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të mbahen lehtësisht në mënyrë të vazhdueshme gjatë funksionimit 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotroda ultrasonike të përshtatura sipas kërkesave. Qëndrueshmëria e pajisjeve ultrasonike të Hielscher mundëson funksionimin 24/7 nën ngarkesë të rëndë dhe në mjedise kërkuese.
Klientët tanë janë të kënaqur me qëndrueshmërinë dhe besueshmërinë e jashtëzakonshme të sistemeve të Hielscher Ultrasonics. Instalimi në fusha zbatimi me ngarkesë të rëndë, në mjedise kërkuese dhe funksionimi 24/7 sigurojnë përpunim efikas dhe ekonomik. Intensifikimi i procesit me ultratinguj zvogëlon kohën e përpunimit dhe arrin rezultate më të mira, pra cilësi më të lartë, rendimente më të larta dhe produkte novatore.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të sonikatorëve tanë:

Vëllimi i serisë	Prurja	Pajisjet e rekomanduara
0,5 deri në 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 deri në 500mL	10 deri në 200mL/min	UP100H
10 deri në 2000mL	20 deri në 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 deri në 20L	0,2 deri në 4L/min	UIP2000hdT
10 deri në 100L	2 deri në 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 deri në 100L/min	UIP16000
n.a.	më e lartë	grup pajisjesh UIP16000

Na kontaktoni! / Na pyesni!

Përgatitja e nanorrotullave të karbonit

Nanorrotullat e karbonit janë të ngjashme me nanotubat e karbonit me shumë mure. Dallimi nga MWCNT-të qëndron te skajet e hapura dhe mundësia e plotë e molekulave të tjera për të hyrë në sipërfaqet e brendshme. Ato mund të sintetizohen me metoda kimike në mjedis të lëngshëm, duke ndërfutur kalium midis shtresave të grafitit, duke kryer eksfolimin në ujë dhe duke trajtuar suspensionin koloidal me ultratinguj. (krahaso Viculis et al. 2003) Trajtimi me ultratinguj ndihmon mbështjelljen e monoshtresave të grafenit në nanorrotulla karboni (shih figurën më poshtë). Është arritur një efikasitet i lartë shndërrimi prej 80%, çka e bën prodhimin e nanorrotullave me interes për zbatime tregtare.

Sinteza e nanorrotullave të karbonit e asistuar me ultratinguj

Sinteza e nanorrotullave të karbonit me ultratinguj (Viculis et al. 2003)

Përgatitja e nanoshiritave

Grupi kërkimor i Hongjie Dai dhe kolegëve të tij nga Universiteti Stanford gjeti një teknikë për përgatitjen e nanoshiritave. Shiritat e grafenit janë shirita të hollë grafeni që mund të kenë karakteristika edhe më të dobishme se fletët e grafenit. Në gjerësi rreth 10 nm ose më të vogla, sjellja e shiritave të grafenit është e ngjashme me atë të një gjysmëpërçuesi, pasi elektronet detyrohen të lëvizin përgjatë gjatësisë. Prandaj, përdorimi në elektronikë i nanoshiritave me funksione të ngjashme me ato të gjysmëpërçuesve mund të jetë me interes (p.sh. për çipa kompjuterikë më të vegjël dhe më të shpejtë).
Përgatitja e nanoshiritave të grafenit nga Dai et al. bazohet në dy hapa: së pari, ata liruan shtresat e grafenit nga grafiti përmes një trajtimi termik në 1000ºC për një minutë në një mjedis gazi argoni me 3% hidrogjen. Më pas, grafeni u nda në shirita duke përdorur trajtimin me ultratinguj. Nanoshiritat e përftuar me këtë teknikë karakterizohen nga skaje shumë më ‘të lëmuara’ sesa ato të prodhuara me metoda litografike konvencionale. (Jiao et al. 2009)

Shkarkoni këtu artikullin e plotë në format PDF:
Prodhimi i grafenit me ndihmën e ultratingujve

Tema të lidhura

Fakte që ia vlen të dini

Çfarë është grafeni?

Grafiti përbëhet nga fletë dydimensionale atomesh karboni me hibridizim sp2, të renditura në formë gjashtëkëndore – grafeni – të cilat janë të stivuara rregullisht. Fletët e grafenit me trashësi sa një atom, të cilat formojnë grafitin përmes ndërveprimeve pa krijim lidhjesh, karakterizohen nga një sipërfaqe jashtëzakonisht e madhe. Grafeni shfaq rezistencë dhe ngurtësi të jashtëzakonshme përgjatë planeve të tij bazale, që, me rreth 1020 GPa, arrijnë pothuajse vlerën e rezistencës së diamantit.
Grafeni është elementi strukturor bazë i disa alotropeve, ku, përveç grafitit, përfshihen edhe nanotubat e karbonit dhe fulerenet. I përdorur si aditiv, grafeni mund të përmirësojë në mënyrë të jashtëzakonshme vetitë elektrike, fizike, mekanike dhe penguese të kompoziteve polimerike në përmbajtje jashtëzakonisht të ulëta. (Xu, Suslick 2011)
Falë vetive të tij, grafeni është një material me karakteristika të pakrahasueshme dhe, për këtë arsye, premtues për industritë që prodhojnë kompozite, veshje ose mikroelektronikë. Geim (2009) e përshkruan shkurtimisht grafenin si një supermaterial në paragrafin e mëposhtëm:
“Është materiali më i hollë në univers dhe më rezistenti që është matur ndonjëherë. Bartësit e tij të ngarkesës shfaqin lëvizshmëri të brendshme jashtëzakonisht të madhe, kanë masën efektive më të vogël (ajo është zero) dhe mund të përshkojnë distanca me gjatësi prej mikrometrash pa shpërndarje në temperaturën e dhomës. Grafeni mund të përballojë dendësi rryme 6 rende madhësie më të larta se bakri, shfaq përçueshmëri termike dhe ngurtësi rekord, është i papërshkueshëm nga gazet dhe ndërthur cilësi të tilla kundërthënëse si brishtësia dhe duktiliteti. Transporti i elektroneve në grafen përshkruhet nga një ekuacion i ngjashëm me atë të Dirac-ut, i cili lejon hetimin e dukurive kuantike relativiste në një eksperiment mbi tavolinë laboratori.”
Për shkak të këtyre karakteristikave të jashtëzakonshme, grafeni është një nga materialet më premtuese dhe është në qendër të kërkimeve mbi nanomaterialet.

Zbatime të mundshme të grafenit

Zbatime biologjike: Një shembull i përgatitjes së grafenit me ultratinguj dhe i përdorimit të tij biologjik jepet në studimin “Sinteza e nanokompoziteve grafen–ar nëpërmjet reduktimit sonokimik” nga Park et al. (2011), ku një nanokompozit prej oksidi të reduktuar të grafenit dhe nanogrimcash ari (Au) u sintetizua duke reduktuar njëkohësisht jonet e arit dhe duke depozituar njëkohësisht nanogrimca ari në sipërfaqen e oksidit të reduktuar të grafenit. Për të lehtësuar reduktimin e joneve të arit dhe krijimin e grupeve funksionale me oksigjen për ankorimin e nanogrimcave të arit në oksidin e reduktuar të grafenit, përzierja e reaktantëve iu nënshtrua rrezatimit me ultratinguj. Prodhimi i biomolekulave të modifikuara me peptide që lidhen me arin tregon potencialin e rrezatimit me ultratinguj të grafenit dhe të kompoziteve të grafenit. Prandaj, ultratingujt duket se janë një mjet i përshtatshëm për përgatitjen e biomolekulave të tjera.
Elektronikë: Grafeni është një material me funksionalitet të lartë për sektorin e elektronikës. Falë lëvizshmërisë së lartë të bartësve të ngarkesës brenda rrjetës së grafenit, grafeni paraqet interesin më të lartë për zhvillimin e komponentëve elektronikë të shpejtë në teknologjinë e frekuencave të larta.
Sensorë: Grafeni i eksfoliuar me ultratinguj mund të përdoret për prodhimin e sensorëve konduktometrikë shumë të ndjeshëm dhe selektivë (rezistenca e të cilëve ndryshon me shpejtësi >10 000% në avull të ngopur etanoli), si dhe të ultrakondensatorëve me kapacitet specifik jashtëzakonisht të lartë (120 F/g), dendësi fuqie (105 kW/kg) dhe dendësi energjie (9,2 Wh/kg). (An et al. 2010)
Alkool: Për prodhimin e alkoolit: Një zbatim anësor mund të jetë përdorimi i grafenit në prodhimin e alkoolit, ku membranat e grafenit mund të përdoren për distilimin e alkoolit dhe, në këtë mënyrë, për rritjen e përmbajtjes së alkoolit në pijet alkoolike.
Si materiali më i fortë, me përçueshmërinë elektrike më të lartë dhe një nga materialet më të lehta dhe më elastike, grafeni është një material premtues për qelizat diellore, katalizën, ekranet transparente dhe emetuese, rezonatorët mikromekanikë, transistorët, si katodë në bateritë litium–ajër, për detektorët kimikë jashtëzakonisht të ndjeshëm, veshjet përçuese, si dhe për përdorim si aditiv në përbërje.

Parimi i funksionimit të ultratingujve me fuqi të lartë

Gjatë trajtimit të lëngjeve me ultratinguj me intensitet të lartë, valët zanore që përhapen në mjediset e lëngëta shkaktojnë cikle të alternuara presioni të lartë (ngjeshjeje) dhe presioni të ulët (rrallimi), me ritme që varen nga frekuenca. Gjatë ciklit të presionit të ulët, valët ultrasonike me intensitet të lartë krijojnë flluska të vogla vakumi ose zgavra në lëng. Kur flluskat arrijnë një vëllim në të cilin nuk mund të thithin më energji, ato shemben vrullshëm gjatë një cikli të presionit të lartë. Ky fenomen quhet kavitacion. Gjatë implozionit, lokalisht arrihen temperatura shumë të larta (rreth 5 000K) dhe presione shumë të larta (rreth 2 000atm). Implozioni i flluskës së kavitacionit shkakton gjithashtu rryma të përqendruara lëngu me shpejtësi deri në 280m/s. (Suslick 1998) Kavitacioni i gjeneruar me ultratinguj shkakton efekte kimike dhe fizike, të cilat mund të zbatohen në procese.
Sonokimia e nxitur nga kavitacioni siguron një ndërveprim unik midis energjisë dhe lëndës, me zona të nxehta brenda flluskave prej ~5000 K, presione prej ~1000 bar dhe shpejtësi ngrohjeje dhe ftohjeje prej >1010K s-1; këto kushte të jashtëzakonshme mundësojnë qasjen në një gamë kushtesh të reaksioneve kimike që normalisht nuk janë të arritshme, duke lejuar sintezën e një shumëllojshmërie të gjerë materialesh të pazakonta të nanostrukturuara. (Bang 2010)

Literatura / Referencat

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.

Ultratinguj me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon të gjithë spektrin, nga ultrasonikatori kompakt laboratorik, përmes njësive për tavolinë pune, deri te sistemet ultrasonike plotësisht industriale.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues me ultratinguj me performancë të lartë, nga përmasat laboratorike deri në përmasat industriale.