گرافن برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ در دانشگاه منچستر از طریق لایه برداری از گرافیت به‌دست آمد. هرچند با این روش می‌توان گرافن دست نخورده تولید کرد اما نمی‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد زیرا این روش بسیار دشوار و زمان‌بر خواهد بود. محققان با استفاده از اولتراسونیک به تولید گرافن پرداخته وسپس محصول به‌دست آمده را مورد ارزیابی قرار دادند.
وجود آسیب‌هایی روی گرافن به دست آمده از روش اولتراسونیک
گرافن برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ در دانشگاه منچستر از طریق لایه برداری
از گرافیت به‌دست آمد. هرچند با این روش می‌توان گرافن دست نخورده تولید
کرد اما نمی‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد زیرا این روش بسیار
دشوار و زمان‌بر خواهد بود. محققان با استفاده از اولتراسونیک به تولید
گرافن پرداخته وسپس محصول به‌دست آمده را مورد ارزیابی قرار دادند.
روش‌های شیمیایی، مانند تورق اکسید گرافیت و احیاء آن، برای تولید گرافن
وجود دارد اما این روش‌ها موجب آسیب‌هایی روی ورقه گرافن می‌شود. دلیل این
امر تاثیر مواد شیمیایی روی ساختار شبکه‌ای شش ضلعی کربن در گرافن است. روش
دیگر، استفاده از اولتراسیونیک است که در آن با اعمال امواج فراصوت از
بلورهای گرافیت لایه برداری می‌شود. این روش ارزان و ساده است و می‌توان با
آن مقادیر انبوه از گرافن تولید کرد. به اعتقاد النا پولیکوا از دامشگاه
کلمبیا، این روش نیز تا حدی خشن بوده و درآن نیاز به فشار و دمای منطقه‌ای
بالا است. نتایج تحقیقات نشان داده است که گرافن‌های تولید شده با این روش
هدایت الکتریکی کمتری دارند که این می‌تواند به‌دلیل وجود آسیب‌هایی روی
گرافن باشد.
برای درک بهتر این فرآیند، محققان دانشگاه کلمبیا و دانشگاه دلاور با استفاده از
XPS،STM،AFM و همچنین طیف سنجی رامان به بررسی این موضوع پرداخته‌اند. آنها برای
اولین بار موفق شدند با استفاده از STM آسیب‌های روی گرافن را به تصویر بکشند. XPS
نیز به آنها کمک کرد تا طبیعت آسیب‌ها را شناسایی کنند.
این گروه تحقیقاتی بلورهای گرافیت را در حمام دی متیل فرمامید یا DMT قرار داده و
سپس به‌مدت چند ساعت روی آن امواج فراصوت اعمال کردند. از آنجایی که گرافیت آبگریز
است بنابراین در آب کاملا به هم چسبیده است اما در DMF تمایل به باز شدن دارد. در
گام بعد با استفاده از سانتریفیوژ، ذرات بزرگ را جدا کرده تا بتوانند ورقه‌های
گرافنی معلق را استخراج کنند. محلول به‌دست آمده را روی یک شیشه اسپری کرده و آن را
به‌مدت ۲ ساعت در دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد در اتمسفر آرگون و هیدروژن عملیات حرارتی
می‌کنند.
تصاویر AFM نشان داد که بیشتر ورقه‌های گرافنی به‌هم چسبیده بوده که این پدیده در
نانولوله‌های کربنی نیز دیده می‌شود. دلیل این امر جاذبه واندوالسی میان ورقه‌ها
است. طیف سنجی رامان نیز بدون آسیب رساندن به نمونه، ضخامت آن را تعیین کرده و
همچنین آسیب‌های ساختاری گرافن را نیزنمایش می‌دهد. تمام نتایج حکایت از این دارد
که این روش موجب آسیب دیدن بخش‌هایی از گرافن می‌شود. نتایج STM نشان داد که چگونه
فیلم‌های گرافنی دچار تجمعات شده و XPS نیز موید وجود مقادیر زیادی اکسیژن در سطح
گرافن است.
نتایج این تحقیق در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
