28380

بررسي خواص آب‌دوستي و آب‌گريزي گرافن عامل دار شده

كارشناسي ارشد

فيزيك

1399

1401/12/13

آسيه سادات كاظمي شيخ شباني

محمدجواد اشراقي

فيزيك

در اين پژوهش، با كمك پلاسماي SF6 دو نوع گرافن قرار گرفته روي بستر سيليكوني و مس فلوئوردار شدند. نتايج آناليز سطح و عنصري مشخص كرد كه پلاسما با توان 15 وات طي 40 ثانيه و توان 40 وات طي 20 الي 30 ثانيه بهترين نتيجه را براي فلوئوردار كردن به دست مي‌دهد. هرچه زمان تابش پلاسما بيشتر شود، نقص ساختاري و گرافن‌زدايي افزايش مي‌يابد و در زمان كوتاهتر نيز احتمال باقي ماندن پليمر وجود دارد. همچنين مشخص شد كه زيرلايه‌ي مس به دليل سرعت واكنش‌پذيري بالاي آن با پلاسما، فلوئوردار مي‌شود و بهتر است از زيرلايه‌ي سيليكون بهره برد. بررسي خاصيت ترشوندگيِ گرافن‌ها نشان داد كه فلوئوردار كردن گرافن تاثير شگرفي روي خاصيت آبدوستي و آبگريزي آن مي‌گذارد. اگر فلوئورداركردن به حد اشباع نرسيده باشد و تعداد كمي فلوئور روي گرافن بنشيند، گرافن فلوئودار خاصيت آب‌دوست پيدا مي‌كند. اما اگر فلوئورداركردن تا اشباع‌شدن پيش رود و سبب ازبين رفتن سيستم مزدوج-π شود، نمونه آبگريز به دست مي‌آيد. اين پژوهش نشان مي‌دهد كه پلاسماي SF6، زمان تاثير پلاسما و توان پلاسما تاثير زيادي روي ميزان فلوئوردارشدنِ گرافن دارد و مي‌تواند دو نوع محصول فلوئودار متفاوت به دست دهد، يك محصول كه آبدوست‌تر از گرافن است و تعداد كمي فلوئور روي گرافن‌ها مي‌نشيند و يك محصول كه آبگريزتر از گرافن است و تقريبا گرافن اشباع از فلوئور مي‌شود و براي توليد محصولات الكترونيكي ضدآب مناسب است.

1402/03/07

Investigating the hydrophilic and hydrophobic properties of functionalized graphene

3/3/2024 12:00:00 AM

In this research, two types of graphene loaded on silicon and copper were fluorinated using SF6 plasma. The results of surface and elemental analyses determined that plasma with a power of 15 W during 40 seconds and a power of 40 W during 20 to 30 seconds gives the best type of fluorinated graphene. As the plasma irradiation time increases, structural defects and de-graphenification increase, and in shorter time, there is a possibility of remaining polymer. It was also found that the copper substrate is fluorinated due to its high reactivity with plasma and it is better to use silicon substrate. Investigation of the wettability of graphenes showed that fluorination of graphene has a tremendous effect on its hydrophilicity and hydrophobicity. If the fluorination has not reached saturation level and a small amount of fluorine sits on the graphene, the fluorinated graphene becomes hydrophilic. But if the fluorination proceeds to saturation level and causes the destruction of the π-conjugated system, a hydrophobic sample is obtained. This project shows that SF6 plasma and plasma exposure time and the power of plasma have significant effect on the degree of fluorination of graphene, providing two kinds of product; a product that is more hydrophilic than graphene, containing sall aounts of F atoms on graphene, a product that is more hydrophobic than graphene and is saturated by F atoms and can be employed for the production of water proof electronic products.

گرافن , رامان , ترشوندگي , فلوئوردارشدن , AFM

Graphene , Raman , wettability , fluorination , AFM

fateme bahar azodzadegan

asieh sadat kazemi sheikh sabani