超聲波法廣泛用于剝離二維（2D）范德瓦爾斯層狀材料（比如石墨烯）。其基本機(jī)制很難解釋，往往被忽視，超聲波這一策略導(dǎo)致低剝落率，低的合成產(chǎn)量和片尺寸分布不均勻，因此通過(guò)超聲剝離獲得石墨烯這一方式缺少經(jīng)濟(jì)可行性。這里，我們?cè)诔暡ㄌ幚磉^(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化慣性空化劑量在三小時(shí)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)18％的數(shù)層石墨烯產(chǎn)率。我們證明了超聲空化優(yōu)先剝離較大的薄片，這與石墨烯剝離速率和薄片維度有很大關(guān)系，因此可以通過(guò)慣性空化劑量來(lái)進(jìn)行調(diào)控。此外，超聲空化優(yōu)先剝離較大的薄片的話，這導(dǎo)致剝落速率隨著超聲時(shí)間增加而減小。這種方法的未來(lái)發(fā)展方向應(yīng)該會(huì)引導(dǎo)開發(fā)基于2D范德瓦爾斯層狀納米材料的高容量液流電池產(chǎn)生。

（a） 空化氣泡的生長(zhǎng)和坍塌響應(yīng)于施加的聲場(chǎng)和相關(guān)的壓力波示意圖，（b） 國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的17-升多頻率空化容器（周圍有傳感器）的光學(xué)照片，（c）產(chǎn)生于穩(wěn)定和慣性空化的空化信號(hào)頻譜，（d）E_cav和石墨烯產(chǎn)率與前置放大器電壓的函數(shù)關(guān)系

（a）石墨烯產(chǎn)率與ICD的函數(shù)關(guān)系，插圖為ICD的平方根，（b）石墨烯剝離速率與ICD的平方根的函數(shù)關(guān)系，（c）石墨烯長(zhǎng)度和，（d）厚度分布的對(duì)數(shù)正態(tài)分布曲線。

石墨烯的平均（a）長(zhǎng)度和（b）厚度與ICD的函數(shù)關(guān)系，石墨烯平均（c）長(zhǎng)度和（d）厚度與其產(chǎn)率的函數(shù)關(guān)系，石墨烯剝離速率與（e）平均石墨烯長(zhǎng)度和（f）石墨烯厚度的函數(shù)關(guān)系

（a）ICD范圍內(nèi)極大值和極小值時(shí)產(chǎn)生的石墨烯的標(biāo)準(zhǔn)化Raman譜，（b）ID/IG比例與ICD平方根的函數(shù)關(guān)系。

該研究工作由英國(guó)國(guó)立物理研究所Piers Turner課題組于2019年發(fā)表在Scientific Reports期刊上。原文：Controlled sonication as a Route to?in-situ Graphene Flake size Control（https://doi.org/10.1038/s41598-019-45059-5）

本文來(lái)自石墨烯雜志，本文觀點(diǎn)不代表利特納米立場(chǎng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者。