আল্ট্রাসনিক হোমোজিনাইজার মেশিন দ্বারা গ্রাফিন কিভাবে বিক্ষিপ্ত করা যায়?

আল্ট্রাসনিক হোমোজিনাইজার মেশিন দ্বারা গ্রাফিন কীভাবে বিচ্ছুরিত করা যায়?

গ্রাফাইটের বিশেষ বৈশিষ্ট্যগুলি জানা থাকার কারণে, এর প্রস্তুতির জন্য বেশ কয়েকটি পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছে। গ্রাফিন অক্সাইড থেকে গ্রাফিনের রাসায়নিক উৎপাদনে, যা একটি বহু-পদক্ষেপ প্রক্রিয়া, এর জন্য খুব শক্তিশালী জারক এবং বিজারক এজেন্ট প্রয়োজন। এছাড়াও, এই কঠোর রাসায়নিক পরিস্থিতিতে প্রস্তুত করা গ্রাফিনে অন্যান্য পদ্ধতি থেকে প্রাপ্ত গ্রাফিনের তুলনায় হ্রাস করার পরেও অনেক ত্রুটি থাকে। তবে, অতিস্বনক একটি পরীক্ষিত বিকল্প পদ্ধতি যা প্রচুর পরিমাণে উচ্চ-মানের গ্রাফিন তৈরি করতে পারে। গবেষকদের দ্বারা অতিস্বনক ব্যবহার করে তৈরি করা পদ্ধতিগুলি সামান্য ভিন্ন, তবে সাধারণভাবে, গ্রাফিন উৎপাদন মাত্র এক ধাপে সম্পন্ন করা যেতে পারে।

01 গ্রাফিনের সরাসরি এক্সফোলিয়েশন
অতিস্বনক জৈব দ্রাবক, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট/জলীয় দ্রবণ বা আয়নিক তরলে গ্রাফিন প্রস্তুত করতে পারে। এর মানে হল শক্তিশালী জারক বা বিজারক এজেন্ট ব্যবহার করা এড়ানো যেতে পারে। স্ট্যাঙ্কোভিচ এট আল। (২০০৭) অতিস্বনকের অধীনে এক্সফোলিয়েশন করে গ্রাফিন তৈরি করেন। ১mg/ml ঘনত্বে গ্রাফিন অক্সাইডের দ্রবণের অতিস্বনক চিকিত্সা, এএফএম চিত্রগুলি দেখায় যে সর্বদা অভিন্ন বেধের (১nm) ফ্লেক রয়েছে এবং এই ভালো গ্রাফিন অক্সাইড এক্সফোলিয়েশন নমুনাগুলিতে ১nm এর চেয়ে বেশি বা ১nm এর কম বেধের গ্রাফিন ফ্লেক নেই। এটা উপসংহারে আসা যায় যে এই পরিস্থিতিতে, একক গ্রাফিন অক্সাইড ফ্লেক পেতে গ্রাফিন অক্সাইডের সম্পূর্ণ এক্সফোলিয়েশন সম্পন্ন হয়।

02 অতিস্বনক গ্রাফিন চিকিত্সা ...

একটি নির্দিষ্ট গ্রাফিন উৎপাদন প্রক্রিয়ার উদাহরণ দিতে: গ্রাফাইটকে পাতলা জৈব অ্যাসিড, অ্যালকোহল এবং জলের মিশ্রণে যোগ করা হয় এবং তারপরে মিশ্রণটিকে অতিস্বনক বিকিরণের মধ্যে আনা হয়। অ্যাসিড গ্রাফাইট শীটগুলিকে মূল গ্রাফাইট থেকে আলাদা করতে একটি "আণবিক ওয়েজ" হিসাবে কাজ করে। এই সাধারণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, জলে বিচ্ছুরিত প্রচুর পরিমাণে অবিচ্ছুরিত, উচ্চ-মানের গ্রাফিন তৈরি হয়।

03 গ্রাফিন শীট প্রস্তুতকরণ
অ-স্টোইচিওমেট্রিক টিআইও২ গ্রাফিন ন্যানোকম্পোজিটের উৎপাদন প্রক্রিয়ায় গ্রাফিন ন্যানোশিট এবং টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড পারক্সাইড কমপ্লেক্সের সাসপেনশনকে তাপীয়ভাবে হাইড্রোলাইজ করে প্রচুর পরিমাণে বিশুদ্ধ গ্রাফিন শীট সফলভাবে প্রস্তুত করা হয়েছিল। বিশুদ্ধ গ্রাফিন ন্যানোশিটগুলি প্রাকৃতিক গ্রাফাইট থেকে একটি উচ্চ- তীব্রতা ক্যাভিটেশন ক্ষেত্র ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল যা ৫ বারে একটি উচ্চ-চাপ অতিস্বনক চুল্লিতে একটি অতিস্বনক প্রসেসর দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল। ফলস্বরূপ গ্রাফিন শীটগুলির একটি উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং অনন্য ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি টিআইও২-এর জন্য একটি ভাল বাহক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যা ফটোকাটালিটিক কার্যকলাপকে উন্নত করে। অতিস্বনকভাবে প্রস্তুত গ্রাফিনের গুণমান হিউমার পদ্ধতির মাধ্যমে প্রাপ্ত গ্রাফিনের চেয়ে অনেক বেশি, যেখানে গ্রাফাইটকে এক্সফোলিয়েট এবং জারিত করা হয়। যেহেতু অতিস্বনক চুল্লির অভ্যন্তরের ভৌত অবস্থাগুলি সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে এবং ধরে নেওয়া হয় যে একটি ডোপেন্ট হিসাবে গ্রাফিনের ঘনত্ব ১-০.০০১% এর মধ্যে পরিবর্তিত হবে, তাই বাণিজ্যিক স্কেলে একটি অবিচ্ছিন্ন সিস্টেমে গ্রাফিন তৈরি করা সম্ভব।

04 গ্রাফিন অক্সাইডের অতিস্বনক চিকিত্সা
অতিস্বনক বিকিরণ ব্যবহার করে গ্রাফিন অক্সাইড (GO) স্তরগুলির প্রস্তুতি প্রক্রিয়া। পঁচিশ মিলিগ্রাম গ্রাফিন অক্সাইড পাউডার ২০০ মিলিলিটার ডি-আয়নাইজড জলে স্থগিত করা হয়েছিল। নাড়াচাড়া করে একটি অসমসত্ত্ব বাদামী সাসপেনশন পাওয়া গেছে। ফলস্বরূপ সাসপেনশনটিকে অতিস্বনকভাবে চিকিত্সা করা হয়েছিল (৩০ মিনিট, ১.৩×১০৫J) এবং শুকানোর পরে (৩৭৩K), অতিস্বনকভাবে চিকিত্সা করা গ্রাফিন অক্সাইড প্রস্তুত করা হয়েছিল। FTIR বর্ণালী দেখিয়েছিল যে অতিস্বনক চিকিত্সা গ্রাফিন অক্সাইডের কার্যকরী গ্রুপগুলিকে পরিবর্তন করেনি।

05 গ্রাফিন শীটগুলির কার্যকরীকরণ
এক্সু এবং সস্লিক (২০১১) পলিস্টাইরিন কার্যকরী গ্রাফাইটের প্রস্তুতির জন্য একটি এক-পদক্ষেপ পদ্ধতির বর্ণনা করেছেন। তাদের গবেষণায়, তারা গ্রাফাইট ফ্লেক এবং স্টাইরিনকে মৌলিক কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করেছেন। স্টাইরিনে (প্রতিক্রিয়াশীল মনোমার) গ্রাফাইট ফ্লেকের অতিস্বনকরণের মাধ্যমে, অতিস্বনক বিকিরণ গ্রাফাইট ফ্লেকের একক-স্তর এবং কয়েক-স্তর গ্রাফিন ফ্লেকগুলিতে যান্ত্রিক রাসায়নিক এক্সফোলিয়েশনের দিকে পরিচালিত করে। একই সময়ে, পলিস্টাইরিন চেইনগুলির সাথে গ্রাফিন শীটগুলির কার্যকরীকরণ সম্পন্ন হয়েছিল। একই কার্যকরীকরণ প্রক্রিয়া অন্যান্য গ্রাফিন-ভিত্তিক যৌগিক উপকরণ ভিনাইল মনোমারের সাথেও করা যেতে পারে।

06 কার্বন ন্যানোস্ক্রোল প্রস্তুতকরণ
কার্বন ন্যানোস্ক্রোলগুলি মাল্টি-ওয়ালড কার্বন ন্যানোটিউবগুলির মতো। মাল্টি-ওয়ালড কার্বন ন্যানোটিউবগুলির সাথে পার্থক্য হল খোলা টিপস এবং অন্যান্য অণুগুলির জন্য অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের সম্পূর্ণ অ্যাক্সেসযোগ্যতা। এগুলি গ্রাফাইটের পটাশিয়াম দিয়ে ইন্টারক্যালেশন, জলে এক্সফোলিয়েশন এবং কলয়েডাল সাসপেনশনের অতিস্বনক চিকিত্সা দ্বারা ভেজা-রাসায়নিকভাবে সংশ্লেষিত হয়। গ্রাফিন মনোলেয়ারগুলিকে কার্বন ন্যানোটিউবগুলিতে অতিস্বনক-সহায়তা রোলিং আপ করা, যার রূপান্তর দক্ষতা ৮০% পর্যন্ত, ন্যানোটিউবগুলির উৎপাদনকে বাণিজ্যিক প্রয়োগের জন্য একটি হট টপিকে পরিণত করে।

07 গ্রাফিন বিচ্ছুরণ
গ্রাফিন এবং গ্রাফিন অক্সাইডের বিচ্ছুরণ গ্রেড গ্রাফিন এবং এর নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলির সম্পূর্ণ সম্ভাবনা কাজে লাগানোর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদি গ্রাফিন নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে বিচ্ছুরিত না হয়, তবে গ্রাফিন বিচ্ছুরণের পলাইডিসপারসিটি ডিভাইসে অন্তর্ভুক্ত হওয়ার পরে অপ্রত্যাশিত বা আদর্শহীন প্রভাব সৃষ্টি করতে পারে, কারণ গ্রাফিনের বৈশিষ্ট্যগুলি এর কাঠামোগত পরামিতিগুলির সাথে পরিবর্তিত হয়। সোনিকরণ একটি পরীক্ষিত চিকিত্সা পদ্ধতি যা আন্তঃস্তরীয় শক্তিকে দুর্বল করতে পারে এবং গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ পরামিতিগুলির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়। "গ্রাফিন অক্সাইড (GO)-এর জন্য, যা সাধারণত একক-স্তর শীট হিসাবে এক্সফোলিয়েট করা হয়, প্রধান পলাইডিসপারসিটি চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হল ফ্লেকের পার্শ্বীয় এলাকার ভিন্নতা। গ্রাফিন ফিডস্টক এবং সোনিকরণ শর্তাবলী পরিবর্তন করে, GO-এর গড় পার্শ্বীয় আকার 400nm থেকে 20μm-এ স্থানান্তরিত করা যেতে পারে। গ্রাফিনের অতিস্বনক বিচ্ছুরণ অনেক অন্যান্য গবেষণায় সূক্ষ্ম এবং এমনকি কলয়েডাল স্লারি তৈরি করতে প্রদর্শিত হয়েছে।"