Grafēnas īpašā struktūra

Grafēna ir divdimensiju šūnveida oglekļa materiāls, kas sastāv no oglekļa atomiem sešstūra formā. Oglekļa un oglekļa atomi, apvienojot sp2 hibrīdu, tā struktūra ir ļoti stabila. Grafēna īpašā struktūra rada daudzas izcilas īpašības.

Grafēne šobrīd ir atrodama lielākā materiāla cietībā un tai ir izcilas mehāniskās īpašības, teorētiskā virsmas platība līdz 2600m2 / g ar izcilu siltuma vadītspēju, līdz 3000W / (m · K). Turklāt grafēnam ir arī laba vadītspēja. Telpas temperatūrā tā elektronu mobilitāte var sasniegt 20000 cm2 / (V · s).

Pateicoties izcilajām grafēna īpašībām, pētnieki uzskata, ka pievienojot to kā matricas materiāla pastiprinājumu, lai uzlabotu matricas materiāla darbību.

Tomēr grafēna īpašo virsmas laukumu parasti aglomerē kopā, kas ne tikai samazina tā adsorbcijas spēju, bet arī ietekmē izcilu grafēna efektivitāti, tādējādi ietekmējot grafēnu pastiprināto kompozītu darbību. Turklāt šī atkalapvienošanās ir neatgriezeniska, ja vien ārējo spēku, piemēram, ultraskaņas un stipra sajaukšanās, piemērošana vienmērīgi izkliedē. Lai iegūtu lieliskus grafēnu pastiprinātos kompozītus, pētnieki ir veikuši dažus pētījumus grafēna aglomerācijas pārvarēšanā.

Viena no visbiežāk lietotajām metodēm ir oksidētā grafīta un ultraskaņas oksīda grafīta sagatavošana, pēc tam ķīmiski reducēta līdz grafēnam. Šajā metodē sagatavotais grafens ir spēcīgs van der Vaalsa spēks un viegli uzkrājas šķīdumā.

Vēl viena izplatīta metode ir vienmērīgi izkliedēt graftenu organiskajā šķīdinātājā vai virsmaktīvā līdzekļa ūdens šķīdumā, lai adsorbētu molekulas vai virsmas aktīvās vielas molekulas uz grafēna virsmas, un panākt monokliniskās grafēna efektu ar klasisko atgrūšanas spēku un Starpmolekulārā spēka dispersija.

Ir pierādīta spēja kavēt grafēna aglomerāciju ar fizikālu vai ķīmisku modifikāciju, bet vai kompozīta veidošanās laikā ieviestais piemaisījums ietekmē kompozīta īpašības. Dažas virsmas modifikācijas un citas metodes var izmantot arī, lai uzlabotu grafēnu disperģējamību.

Jiang, graphene virsmas pārveidojot, tādējādi uzlabojot saskarni starp grafēna un vara matricu, polistirola vara vienveidīgā dispersijā kompozītmateriāla. Komponentu morfoloģija tika konstatēta vienmērīgi izkliedētā vara matricā.

Jing izmantoja gallīnskābi ar spēcīgu reducēšanas spēju kā stabilizatoru un reducējošo līdzekli, lai iegūtu grafēnu lielu disperģējamību. To analīze ir saistīta ar π-π konjugāta mijiedarbības veidošanos starp benzola gredzena struktūru un grafēnu molekulā, kas tiek adsorbēta uz grafīta virsmas kā stabilizatora.

Tādējādi grafēna loksnei ir spēcīgs negatīvs uzlādes līmenis, lai novērstu grafēna turpmāku uzkrāšanos, lai padarītu to grūtāk apvienot, lai nodrošinātu, ka sagatavotajam grafēnam ir augsts dispersijas rādītājs.

Ar iepriekš minēto testu var redzēt, materiālu vai procesu var izmantot, lai padarītu grants vienmērīgi izkliedētu matricā, tādējādi uzlabojot kompozītmateriālu veiktspēju.