بررسي اثر تغييرات قطر پروب و مقدار محلول بر ضخامت نانوپوسته‌هاي گرافني توليدشده در فاز مايع با پروب فراآوايي

يكي از روش‌هاي معمول توليد لايه‌هاي دو- بعدي استفاده از روش پوسته‌سازي در فاز مايع به روش فيزيكي استفاده از پروب فراآوايي است. در اين پژوهش، براي به‌دست آوردن شرايط بهينه توليد پوسته‌هاي دو- بعدي گرافني از پودر گرافيت به‌روش پوسته‌سازي در فاز مايع تحت تابش امواج فراآوايي، شبيه‌سازي توزيع فشار فراآوايي درون محلول و محاسبه اختلاف فشار با استفاده از نرم‌افزار كامسول استفاده شد. اين شبيه‌سازي براي پروب‌ ‌فراآوايي با بسامد كاري 22 كيلوهرتز و قطر 14 ميلي‌متر و 20 كيلوهرتز براي پروب‌هايي با قطر 22 و 40 ميلي‌متر صورت گرفت تا اختلاف فشار صوتي درون محلول محاسبه گردد. سپس پروبي كه بيش‌ترين اختلاف فشار را نشان مي‌دهد در كار تجربي براي بررسي اثرات حجم و غلطت محلول گرافيت تحت تابش فراآوايي در توليد مقدار و ضخامت لايه‌هاي گرافني، مورد مطالعه قرار گرفت. همان‌طور كه از نتايج شبيه‌سازي انتظار مي‌رفت، نتايج تجربي نشان دادند كه كه با افزايش اختلاف فشار صوتي درون محلول، ميزان توليد گرافن افزايش مي‌يابد. نتايج به‌دست آمده با دستگاه‌هاي تجزيه و تحليل طيف‌سنجي فرابنفش- مرئي، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني، ميكروسكوپ الكتروني تراگسيلي و طيف رامان نشان مي‌دهند كه با پروب‌هاي 14 و 22 ميلي‌متري تراكم پوسته‌هاي گرافني كم‌تر و خردشدگي مشاهده مي‌شود در حالي‌كه با پروبي به قطر 40 ميلي‌متر توليد كم‌لايه و دولايه گرافن در ابعاد بزرگ‌تر امكان‌پذير است. هم‌چنين حجم محلول و غلطت گرافيت موجود در محلول بر توليد ميزان و تعداد لايه‌هاي گرافني نقش به‌سزايي دارند.