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）。其基本機制很難解釋，往往被忽視，超聲波這一策略導致低剝落率，低的合成產(chǎn)量和片尺寸分布不均勻，因此通過超聲剝離獲得石墨烯這一方式缺少經(jīng)濟可行性。這里，我們在超聲波處理過程中，通過優(yōu)化慣性空化劑量在三小時內(nèi)可實現(xiàn)高達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系，因此可以通過慣性空化劑量來進行調(diào)控。此外，超聲空化優(yōu)先剝離較大的薄片的話，這導致剝落速率隨著超聲時間增加而減小。這種方法的未來發(fā)展方向應該會引導開發(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） 空化氣泡的生長和坍塌響應于施加的聲場和相關的壓力波示意圖，（b） 國家物理實驗室的17-升多頻率空化容器（周圍有傳感器）的光學照片，（c）產(chǎn)生于穩(wěn)定和慣性空化的空化信號頻譜，（d）E_cav和石墨烯產(chǎn)率與前置放大器電壓的函數(shù)關系

（a）石墨烯產(chǎn)率與ICD的函數(shù)關系，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)關系，（c）石墨烯長度和，（d）厚度分布的對數(shù)正態(tài)分布曲線。

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

（a）ICD范圍內(nèi)極大值和極小值時產(chǎn)生的石墨烯的標準化Raman譜，（b）ID/IG比例與ICD平方根的函數(shù)關系。

該研究工作由英國國立物理研究所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）

本文來自石墨烯雜志，本文觀點不代表利特納米立場，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。