고농도 계면활성제 안정화 그래핀 분산액

계면활성제인 소듐 콜레이트로 물에서 안정화된 그래핀 분산액을 0.3 mg/mL까지 생산하는 방법이 제시된다. 이 과정은 낮은 파워의 초음파 처리를 오랜 시간(최대 400시간) 수행한 후 원심분리를 통해 안정적인 분산액을 생성한다. 분산 농도는 초음파 처리 시간이 증가함에 따라 증가하며, 원심분리 속도가 500에서 2000 rpm 사이일 때 가장 좋은 품질의 분산액이 얻어진다. 상세한 TEM 분석에 따르면, 조각은 1-10개의 스택된 단일층으로 구성되어 있으며, 최대 20%의 조각이 단일층만 포함하고 있다. 평균 조각은 약 4개의 스택된 단일층으로 구성되며 길이는 약 1μm, 너비는 약 400nm이다. 이러한 치수는 장시간 동안의 초음파 처리에서도 놀랍도록 안정하다. 그러나 원심분리 속도가 500에서 5000rpm으로 증가함에 따라 평균 조각 길이는 약 1μm에서 약 500nm로 감소한다. 라만 분광법은 원심분리 속도가 2000rpm 미만일 때 조각 구조가 상대적으로 결함이 없음을 보여준다. 이 분산액은 쉽게 고품질의 자립 필름으로 주형할 수 있다. 이 방법은 다양한 응용을 위한 그래핀의 대규모 액체상 처리 가능성을 확장한다.