Son yıllarda grafen giderek daha fazla ilgi gördü. Ülke ayrıca, grafen endüstrisinin gelişmesini de savunuyor. Bununla birlikte, grafen hazırlama yöntemi aynı zamanda çoğu üreticinin hızını da kısıtlar. Yaygın olarak kullanılan oksidasyon yöntemleri, Brodie metodu, Staudemanaier metodu ve Hummers metodu, grafitin kuvvetli bir asit ile muamele edilmesi ve daha sonra oksidasyon için kuvvetli bir oksitleyici ajanın eklenmesi prensibine dayanmaktadır. Oksitlenmiş grafit, grafen oksit oluşturmak üzere bir grafen dispersiyon cihazı elde etmek için ultrasonik olarak oluşturulur ve daha sonra grafen elde etmek için indirgeme için bir indirgeme maddesi ilave edilir.
Grafen ultrasonik dispersiyonu
Yüzey etkisizliği nedeniyle, grafen birçok maddeyle uyumlu değildir ve zayıf dağılabilirliğe sahiptir. Daha büyük topakların oluşturulması için topaklaşması kolaydır ve topakların geri dönüşü yoktur, böylece nanoparçacıkların tek bir parçacık tarafından düzgün bir şekilde dağılması mümkün olmaz, aynı zamanda kendi adsorpsiyon kapasitesi nano özelliklerini gösteremez. Nano tozların uygulama özellikleri ve grafen ile güçlendirilmiş kompozitlerin özelliklerinin geliştirilmesi üzerinde çok olumsuz bir etkisi vardır.
Stabil ve yüksek derecede konsantre grafen hazırlamak için yüzey aktif cisimlerinin veya dağıtıcıların kullanımı zor bir iştir. Van der Waals'ın grafen katmanları arasındaki kuvvetleri aşmak için, ultrasonik kavitasyonla oluşturulan kuvvetli kesme kuvvetleri bu tür kararlı dispersiyonların hazırlanmasında en gelişmiş yöntemlerdir. Ultrasonik dalgaların bir sıvı halde yayılması, hızlı büyüme ve kapanmaya uğrayan çok sayıda mikroskobik kabarcıklar oluşturan güçlü basınç dalgaları üretir. Kabarcık kapalıyken, sıvılar arasındaki çarpışmadan dolayı güçlü bir şok dalgası meydana gelir ve bunun çevresinde bir atmosferde binlerce atmosfer basıncı üretilir ve böylece güçlü bir kesme etkinliği meydana gelir.
Ultrasonik güç arttıkça, ultrasonik dalgaların anlık serbest bırakma basıncı, grafit tabaka ile tabaka arasındaki van der Waals kuvvetini tahrip ederek grafit tabaka aralığını etkili bir şekilde genişletir. Daha büyük katman aralığı sadece diğer moleküller, atomlar ve diğer bütünleşme katmanları arasında grafit araya bileşiklerin oluşumu için faydalı olmakla kalmaz, aynı zamanda tek tabakalı grafen hazırlama işleminin temelini oluşturan, sıyrılması daha kolaydır. Ek olarak, ultrasonik işlemin işlem parametrelerinin tam olarak kontrol edilmesiyle ultrasonik dispersiyon tekniği kimyasal etkilerden ve kristal yapıya zarar gelmesini önleyerek orijinal, hatasız grafen tabakalarını elde edebilir.