La dispersion ultrasonique est une méthode fiable pour produire des couches de graphène à partir de flocons ou de particules de graphite. D'autres technologies de dispersion courantes (par exemple, les broyeurs à boulets, les broyeurs à cylindres ou les mélangeurs à cisaillement élevé) sont sensibles à l'utilisation de réactifs et de solvants agressifs. La technologie de dispersion ultrasonique peut surmonter ce problème et préparer efficacement les matériaux de graphène.

La dispersion ultrasonique transforme le graphène liquide en un état dispersé, c'est-à-dire un broyage ultrasonique fin ou ultra-fin de solides ou de fluides en raison des effets de vibration ultrasonique. En raison de la nature particulière du champ ultrasonore généré dans les milieux liquides, la dispersion ultrasonique fournit une suspension uniforme hautement dispersée et chimiquement pure (taille des particules inférieure à 1 μm).

Principe de préparation du graphène par onde ultrasonore
Le graphène produit par ultrasons est basé sur des effets de cavitation et ne détruit donc pas la structure quantique à l'intérieur du graphène. La cavitation ultrasonique peut générer des amplitudes à haute fréquence grâce à des ultrasons à haute puissance. Les ultrasons à haute puissance peuvent être utilisés pour le traitement des liquides, comme le mélange, l'émulsification, la dispersion et la dépolymérisation, ou le broyage. Lorsqu'un liquide est traité par ultrasons à haute intensité, les ondes sonores se propageant dans le milieu liquide provoquent des cycles alternés de haute pression (compression) et de basse pression (réflexion), avec des taux dépendant de la fréquence. Les ondes ultrasonores de haute intensité en circulation à basse pression produisent de petites bulles de vide ou des vides dans le liquide. Lorsque les bulles atteignent un volume qui ne peut pas absorber d'énergie, elles s'effondrent violemment dans un cycle à haute pression. Ce phénomène s'appelle la cavitation.
Écaillage et dispersion du graphène

Si le graphène doit être utilisé comme matériau, il doit d'abord être uniformément dispersé dans la formule. En raison de l'hydrophobicité du graphène, il est difficile d'obtenir une concentration élevée de dispersions de graphène sans les stabiliser avec des tensioactifs ou des dispersants.

Les nanofeuilles de graphène (GNP) peuvent être fabriquées en éliminant le graphite dans un solvant grâce à un traitement par ultrasons à haute puissance. Ultrasons - le graphène dépouillé peut être fonctionnalisé avec des biopolymères pour obtenir du graphène dispersé dans l'eau. Le graphène synthétisé peut ensuite être transformé en une dispersion stable à base d'eau par cavitation ultrasonique. Lorsque les nanoparticules de graphène sont mélangées dans un liquide, l'agglomération se produit facilement. La dispersion ultrasonique peut casser les agrégats de graphène dans les suspensions aqueuses et non aqueuses, ce qui peut exercer tout le potentiel des nanomatériaux.

Go est soluble dans l'eau et peut être facilement dispersé dans des colloïdes stables. L'écaillage et la dispersion par ultrasons sont une méthode très efficace, rapide et rentable pour synthétiser, disperser et fonctionnaliser à l'échelle industrielle. Afin de contrôler la taille des nanofeuilles GO, la méthode de pelage joue un rôle clé. En raison de ses paramètres de processus précis et contrôlables, le décapage par ultrasons est la technique de stratification la plus largement utilisée pour la production de graphène et de go de haute qualité.