مطالعه اثر نوع محلول وعمق غوطه وری پروب فراصوت بر ضخامت نانو ورقه های گرافن تولید شده در فاز مایع با پروب فراصوت

یکی از روش های معمول تولید لایه های دو بعدی استفاده از روش پوسته سازی در فاز مایع به روش فیزیکی استفاده از پروب فراصوت است. در این پژوهش، پوسته های گرافن با استفاده از پروب فراصوت در محیط های گوناگون تولید شد. برای به دست آوردن شرایط بهینه تولید پوسته های دوبعدی گرافن از پودرگرافیت به روش پوسته سازی در فاز مایع تحت تابش امواج فراصوت، شبیه سازی توزیع فشار فراصوت درون محلول و محاسبه اختلاف فشار  با استفاده از نرم افزار کامسول [i] انجام شد. این شبیه سازی برای پروب فراصوت با فرکانس کاری 20 کیلوهرتز برای پروب با قطر 22 میلی متر صورت گرفت تا اختلاف فشار صوتی درون محلول با تغییرات عمق غوطه وری پروب محاسبه گردد. سپس شرایط که بیشترین اختلاف فشار را نشان می دهد در کار تجربی برای بررسی اثرات عمق غوطه وری تحت تابش فراصوت در تولید مقدار و ضخامت لایه های گرافن، مورد مطالعه قرار گرفت. همان طورکه از نتایج شبیه سازی انتظار می رفت، نتایج تجربی نشان داد که که با افزایش اختلاف فشار آکوستیکی درون محلول، میزان تولید گرافن افزایش می یابد. نتایج به دست آمده با دستگاه های آنالیزی طیف سنجی فرابنفش-مریی، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، میکروسکوپ عبوری و طیف رامان نشان می دهد که با محلول که از ترکیب آب- اتانول با نسبت حاصل از رابطه کانورس-رایت[ii] حاصل شده، تراکم کم لایه های گرافن با ضخامت کم بیشتر امکان پذیر است. همچنین عمق غوطه وری پروب بر تولید میزان و تعداد لایه های گرافن نقش به سزایی دارد.