مطالعه اثر نوع محلول وعمق‌غوطه‌وري پروب فراصوت بر ضخامت نانو ورقه‌هاي گرافن توليدشده در فاز مايع با پروب فراصوت

يكي از روش‌هاي معمول توليد لايه‌هاي دو بعدي استفاده از روش پوسته‌سازي در فاز مايع به روش فيزيكي استفاده از پروب فراصوت است. در اين پژوهش، پوسته‌هاي گرافن با استفاده از پروب فراصوت در محيط‌هاي گوناگون توليد شد. براي به‌دست آوردن شرايط بهينه توليد پوسته‌هاي دوبعدي گرافن از پودرگرافيت به‌روش پوسته‌سازي در فاز مايع تحت تابش امواج فراصوت، شبيه‌سازي توزيع فشار فراصوت درون محلول و محاسبه اختلاف فشار  با استفاده از نرم‌افزار كامسول[i] انجام شد. اين شبيه‌سازي براي پروب‌ ‌فراصوت با فركانس كاري 20 كيلوهرتز براي پروب با قطر 22 ميلي‌متر صورت گرفت تا اختلاف فشار صوتي درون محلول با تغييرات عمق غوطه‌وري پروب محاسبه گردد. سپس شرايط كه بيشترين اختلاف فشار را نشان مي‌دهد در كار تجربي براي بررسي اثرات عمق‌غوطه‌وري تحت تابش فراصوت در توليد مقدار و ضخامت لايه‌هاي گرافن، مورد مطالعه قرار گرفت. همان‌طوركه از نتايج شبيه‌سازي انتظار مي‌رفت، نتايج تجربي نشان داد كه كه با افزايش اختلاف فشار آكوستيكي درون محلول، ميزان توليد گرافن افزايش مي‌يابد. نتايج به‌دست آمده با دستگاه‌هاي آناليزي طيف‌سنجي فرابنفش-مرئي، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني، ميكروسكوپ عبوري و طيف رامان نشان مي‌دهد كه با محلول كه از تركيب آب- اتانول با نسبت حاصل از رابطه كانورس-رايت[ii] حاصل شده، تراكم كم‌لايه‌هاي گرافن با ضخامت كم بيشتر امكان‌پذير است. همچنين عمق غوطه‌وري پروب بر توليد ميزان و تعداد لايه هاي گرافن نقش به‌سزايي دارد.