مشهد: بهره‌گیری از امواج فراصوت در ساخت نانوصفحات گرافن

امروزه گرافن و اکسید گرافن، به دلیل خواص منحصر به فردی همچون هدایت گرمایی و سطح ویژه بالا توجه دانشمندان زیادی را به خود جلب کرده است. اکسید گرافن کاربردهای وسیعی در زمینه‌های مختلف از جمله وسایل الکترونیکی، پیل‌های سوختی، ذخیره انرژی و فعالیت‌های فتوکاتالیستی دارد. در این تحقیق تلاش شده است تا راهی آسان و بدون نیاز به شرایط سخت آزمایشگاهی جهت تولید این نانوساختار ارزشمند معرفی شود.
به گفته سیده اسما اسماعیلی، دانشجوی دکتری شیمی دانشگاه فردوسی مشهد، در این پژوهش نانو صفحات اکسید گرافن بر اساس فرایند شیمیایی (روش هومر) و با استفاده از امواج فراصوت با شدت پایین، تولید گردیده است. مزیت اصلی روش پیشنهادی، کم بودن زمان انجام واکنش و همچنین کاهش دمای حاکم بر فرایند است. به‌طوری‌که در مدت زمان 20 دقیقه در دمای محیط، محصولی با کیفیت بسیار بالا تولید شده است.
اسماعیلی در ادامه افزود: «با استفاده از امواج فراصوت، در کنار رفع این مشکلات با کاهش دما و زمان، قابلیت تولید محصولی با خواصی مطلوب‌تر وجود دارد. به عبارتی تعداد لایه‌های اکسید گرافن تولید شده به کمک این روش، در مقایسه با روش متداول اکسیداسیون شیمیایی، کمتر خواهد بود. از طرفی طبق نتایج حاصل شده، سطح ویژه نانوصفحات تولیدی به کمک امواج فراصوت بیشتر است.»
این محققان دو روش مختلف را برای ساخت نانوصفحات نموده‌اند. محصول حاصل از روش امواج فراصوت با توجه به آزمون BET سطح ویژه بسیار بالاتری را (1/5 برابر) نشان می‌دهد. همچنین نتایج آزمون‌های XRD و TEM نشان می‌دهد که نانو صفحات اکسید گرافن حاصل از روش فراصوت، تعداد لایه‌های کمتر با اندازه کوچکتر دارند.
با توجه به افزایش سرعت، کاهش دما و زمان واکنش و در نهایت افزایش کیفیت محصول، امید می‌رود با بهری‌گیری از نتایج این طرح، زمینه برای استفاده‌ی بیشتر از این محصول کاربردی فراهم شود.
این تحقیقات با همکاری سیده اسما اسماعیلی و دکتر محمد حسن انتظاری- عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده است که نتایج آن در مجله Journal of Colloid and Interface Science (جلد 43، شماره 1، سال 2014، صفحات 19 تا 25) منتشر شده است.