الٹراسونک گرافین بازی

 

تعارف:

الٹراسونک گرافین بازی، جسے الٹراسونک گرافین ایکسفولیئشن بھی کہا جاتا ہے، گرافین آکسائیڈ کو کم کرنے کا طریقہ استعمال کرتا ہے، الٹراسونک کمپن کے ساتھ مل کر، گرافین آکسائیڈ کے انٹر لیئر اسپیسنگ کو مؤثر طریقے سے بڑھانے کے لیے۔ بڑے انٹر لیئر اسپیسنگ کے ساتھ گرافین آکسائیڈ نہ صرف دوسرے مالیکیولز، ایٹمز وغیرہ کو انٹر لیئر میں داخل کرنے میں سہولت فراہم کرتا ہے تاکہ گرافین آکسائیڈ انٹرکیلیٹڈ کمپوزٹ میٹریل بن سکے، بلکہ اسے سنگل لیئر گرافین آکسائیڈ میں اخراج کرنا بھی آسان ہے، مزید تیاری کے لیے بنیاد رکھنا۔ سنگل لیئر گرافین کا۔

 

 

اصول:

الٹراسونک گرافین بازی کا سامان جمع شدہ ذرات کو منتشر کرنے کے لئے الٹراساؤنڈ کے کیویٹیشن اثر کو استعمال کرتا ہے۔ اس میں مطلوبہ پارٹیکل سسپنشن (مائع) کو الٹرا مضبوط ساؤنڈ فیلڈ میں رکھنا اور مناسب الٹراسونک طول و عرض کے ساتھ اس پر کارروائی کرنا شامل ہے۔ اضافی اثرات جیسے کاویٹیشن، ہائی ٹمپریچر، ہائی پریشر، مائیکرو جیٹ، اور مضبوط وائبریشن کے تحت، مالیکیولز کے درمیان فاصلہ بڑھتا رہے گا، جو بالآخر سالماتی ٹکڑے ٹکڑے ہونے اور واحد مالیکیول ڈھانچے کی تشکیل کا باعث بنے گا۔ یہ پروڈکٹ خاص طور پر کاربن نانوٹوبس، گرافین، سلیکا وغیرہ جیسے نینو میٹریلز کو منتشر کرنے کے لیے موثر ہے۔

 

 

مقصد:

فطرت میں گریفائٹ مواد کی ایک بڑی تعداد موجود ہے، اور 1 ملی میٹر کی موٹائی کے ساتھ گریفائٹ میں گرافین کی تقریباً 3 ملین تہوں پر مشتمل ہے۔ سنگل لیئر گریفائٹ کو گرافین کہا جاتا ہے جو اپنی آزاد حالت میں موجود نہیں ہے اور تہہ دار گرافین شیٹس کی شکل میں موجود ہے۔ گریفائٹ کی چادروں کی کمزور انٹر لیئر قوتوں کی وجہ سے، ان کو بیرونی قوتوں کے ذریعے تہہ در تہہ چھیلایا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں صرف ایک کاربن ایٹم کی موٹائی کے ساتھ سنگل لیئر گرافین بنتا ہے۔

 

 

عام بازی کے طریقے اور ان کی خرابیاں:

 

1. مائیکرو مکینیکل چھیلنے کا طریقہ

ٹیپ کا استعمال کرتے ہوئے براہ راست بڑے کرسٹل سے گرافین کی چادروں کو چھیلیں اور اس عمل کو مسلسل دہرائیں۔

کسی مادے اور پھیلے ہوئے یا خراب پائرولائٹک گریفائٹ کے درمیان رگڑ کے نتیجے میں بلک گریفائٹ کی سطح پر فلوکولینٹ کرسٹل بنتے ہیں، جس میں گرافین کی ایک تہہ ہوتی ہے۔

نقصانات: گرافین کی کم پیداوار، چھوٹا رقبہ، سائز کو درست طریقے سے کنٹرول کرنے میں دشواری، کم کارکردگی، اور بڑے پیمانے پر تیار نہیں کیا جا سکتا۔

2. کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ

کاربن (عام طور پر کم کاربن نامیاتی گیس) پر مشتمل ایک یا زیادہ گیسی مادوں کو ویکیوم ری ایکٹر میں متعارف کروانے، کاربن پر مشتمل گیس (عام طور پر کم کاربن نامیاتی گیس) کو زیادہ درجہ حرارت کے ذریعے گلنے اور کاربنائز کرنے کا عمل، اور کاربن عنصر کی نشوونما ذیلی سطح.

نقصانات: گرافین کے ہیکساگونل ہنی کامب کرسٹل ڈھانچے کو مکمل طور پر گرافٹائز نہیں کیا جا سکتا، اور اس کا معیار مائیکرو کمپیوٹر کے ایکسفولیئشن کے طریقہ کار کی طرح اچھا نہیں ہے۔ اعلی قیمت اور سخت سامان کی ضروریات اس کی گرافین کی بڑے پیمانے پر تیاری کو محدود کرتی ہیں، اور کیٹالسٹس کا اضافہ بھی گرافین کی پاکیزگی کو کم کرتا ہے۔

3. کرسٹل epitaxial پر مبنی ترقی کا طریقہ

ایک طریقہ یہ ہے کہ سنگل کرسٹل 6H SiC کو گرم کرکے Si کو ہٹایا جائے، اس طرح SiC کرسٹل کی سطح پر گرافین کی اپیٹیکسیل نمو ہوتی ہے۔ گرافین اور سی پرت آپس میں رابطے میں آتے ہیں، اور اس گرافین کی چالکتا سبسٹریٹ سے متاثر ہوتی ہے۔ ایک اور نقطہ نظر یہ ہے کہ دھاتی سنگل کرسٹل میں کاربن کی ٹریس مقدار کو استعمال کیا جائے، اور انتہائی ہائی ویکیوم کے تحت ہائی ٹمپریچر اینیلنگ کے ذریعے، دھات کے اندر کاربن عنصر دھاتی سنگل کرسٹل کی سطح پر گرافین کو تیز کرتا ہے۔

نقصانات: گرافین فلم کی موٹائی ناہموار ہے، اسے کنٹرول کرنا مشکل ہے، اور تیار کردہ گرافین سبسٹریٹ کے ساتھ مضبوطی سے چپک جاتا ہے، جس سے اسے چھیلنا مشکل ہو جاتا ہے، جو گرافین کی خصوصیات کو متاثر کر سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، اسے انتہائی سخت حالات میں انتہائی ویکیوم اور اعلی درجہ حرارت میں بڑھنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں اعلی آلات کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے گرافین کی بڑے پیمانے پر اور قابل کنٹرول تیاری کا حصول ناممکن ہو جاتا ہے۔

4. آکسائڈائزڈ گریفائٹ میں کمی کا طریقہ

آکسائڈائزڈ گرافین عام طور پر گریفائٹ کے مضبوط تیزاب آکسیکرن کے ذریعہ حاصل کیا جاتا ہے۔ آکسائڈائزڈ گریفائٹ کی تیاری کے لیے تین اہم طریقے ہیں: بروڈی طریقہ، اسٹوڈنمیر طریقہ، اور ہمرس کا طریقہ۔ ان میں سے، ہمرس کے طریقہ کار میں گرافین کی بازی کے لیے الٹراسونک مدد کے اضافے کی ضرورت ہوتی ہے۔

خصوصیات: گرافین کے پھیلاؤ کے لیے ہمرس کا طریقہ: یہ طریقہ آسان ہے، وقت طلب ہے، پروسیسنگ کی بڑی صلاحیت ہے، محفوظ اور آلودگی سے پاک ہے، اور فی الحال سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ ہے۔

 

 

الٹراسونک گرافین بازی کے فوائد:

 

الٹراسونک گرافین ڈسپریشن سسٹم گرافین آکسائیڈ تیار کرنے کے لیے الٹراسونک اسسٹڈ ہمرس طریقہ استعمال کرتا ہے، جو مائع کو میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے اور مائع میں ہائی فریکوئنسی الٹراسونک وائبریشن کا اضافہ کرتا ہے۔ الٹراساؤنڈ ایک مکینیکل لہر ہونے کی وجہ سے جو مالیکیولز کے ذریعے جذب نہیں ہوتی، یہ پھیلاؤ کے دوران سالماتی کمپن کا سبب بنتی ہے۔ cavitation اثر کے تحت، جس میں اضافی اثرات جیسے کہ ہائی درجہ حرارت، ہائی پریشر، مائیکرو جیٹ، اور مضبوط وائبریشن شامل ہیں، کمپن کی وجہ سے مالیکیولز کے درمیان فاصلہ بڑھ جاتا ہے، جو بالآخر مالیکیولر فریگمنٹیشن کا باعث بنتا ہے۔ یہ آکسائڈائزڈ گریفائٹ کے انٹرلیئر سپیسنگ کو مؤثر طریقے سے بڑھا سکتا ہے، اور الٹراسونک پاور کے اضافے کے ساتھ، آکسائڈائزڈ گریفائٹ کا حاصل شدہ انٹرلیئر سپیسنگ ایک بڑھتے ہوئے رجحان کو ظاہر کرتا ہے۔

الٹراساؤنڈ کے ذریعے جاری ہونے والا فوری دباؤ گرافین کی تہوں کے درمیان وین ڈیر والز کی قوتوں کو توڑ دیتا ہے، جس سے گرافین کے جمع ہونے کا امکان کم ہوجاتا ہے۔ گرافین آکسائیڈ کی بڑی انٹر لیئر اسپیسنگ نہ صرف دوسرے مالیکیولز، ایٹم وغیرہ کو انٹر لیئر میں داخل کرنے میں سہولت فراہم کرتی ہے تاکہ گرافین آکسائیڈ انٹرکیلیٹڈ کمپوزیٹ مواد بن سکے، بلکہ اسے سنگل لیئر گرافین آکسائیڈ میں چھیلنا بھی آسان بناتا ہے، جس کے لیے بنیاد رکھی جاتی ہے۔ سنگل لیئر گرافین کی مزید تیاری۔