نانو گرافن 18-2 نانو متر Research Grade Graphene Nanoplatelets (99.5+%, Thickness 2-18nm, less than 32 Layers)

Research Grade Graphene Nanoplatelets Powder

Purity: 99.5% - Graphene

Thickness: 2-18nm, Less than 32 layers

Volume Resistivity: 4x10^-4 ohm.cm

Diameter: 4-12 um

Bulk Density: 0.05-0.081 g/cm3

Tap Density: 0.082-0.13 g/cm3

Graphene Specific Surface Area: 500 - 1200 m²/g

The Product COA: C=99.7%, O<0.3%

 گرافن چیست و چگونه ساخته می شود؟

گرافین یا گرافن (به انگلیسی: Graphene) نامِ یکی از آلوتروپ‌هایِ کربن است. این ماده با استفاده از یک ساختار بلوری لانه زنبوری دوبعدی تشکیل‌شده است. که در آن هر اتم کربن به کمک سه الکترون ظرفیت خود، با سه پیوند SP2 هیبریدیزه شده به سه اتم کربن دیگر متصل شده‌است. یک الکترون ظرفیت باقی‌مانده نیز بر روی کل صفحه گرافین و بین تمام اتم‌ها به اشتراک گذاشته‌شده و الکترونِ آزاد است. در صورت وجود ناخالصی بر روی صفحات گرافین مانند اکسیژن این الکترون به صورت پیوند در پیوند میان کربن با اکسیژن شرکت می‌کند.

در گرافیت (فراوان‌ترین آلوتروپ کربن)، هر کدام از اتم‌هایِ چهارظرفیتیِ کربن، با سه پیوندِ کووالانسی به سه اتمِ کربنِ دیگر متصل شده‌اند و یک شبکه گسترده را تشکیل داده‌اند. این لایه خود بر رویِ لایه‌ای کاملاً مشابه قرار گرفته‌است و به این ترتیب، چهارمین الکترونِ ظرفیت نیز یک پیوندِ شیمیایی داده‌است، اما این پیوندِ این الکترونِ چهارم، از نوعِ پیوندِ واندروالسی است که پیوندی ضعیف است. به همین دلیل لایه‌هایِ گرافیت به راحتی بر رویِ هم سر می‌خورند و می‌توانند در نوکِ مداد به کار بروند. گرافین ماده‌ای است که در آن تنها یکی از این لایه‌هایِ گرافیت وجود دارد و به عبارتی چهارمین الکترونِ پیوندیِ کربن، به عنوان الکترونِ آزاد باقی‌مانده‌است.

هر چند نخستین بار در سال فیلیپ والاس درباره گرافن نوشت و سپس از آن زمان تلاش‌هایِ زیادی برایِ ساختِ آن صورت گرفته بود اما قضیه‌ای به نامِ قضیه مرمین-واگنر در مکانیکِ آماری و نظریه? میدان‌هایِ کوانتومی وجود داشت که ساختِ یک ماده? دوبعدی را غیرممکن و چنین ماده‌ای را غیرپایدار می‌دانست. زیرا بر اساس این نظریه نیروی اعوجاجات اتم‌های درون یک ساختار دوبعدی در دمای اتاق از نیروی پیوندی میان اتم‌ها بزرگ‌تر شده و ساختار دوبعدی از هم گسسته می‌شود. اما به هر حال در سال ????، آندره گایم و کنستانتین نووسلف، از دانشگاه منچستر موفق به ساختِ این ماده شده و نشان دادند که قضیه? مرمین-واگنر نمی‌تواند کاملاً درست باشد. جایزه? نوبلِ فیزیکِ نیز به خاطرِ ساختِ ماده‌ای دوبعدی به این دو دانشمند تعلق گرفت.

روش‌های ساخت گرافن

امروزه روش‌های بسیار متنوعی برای ساخت گرافن بکار برده می‌شود که از متداول‌ترین آن‌ها می‌توان به روش‌های لایه برداری مکانیکی، لایه برداری شیمیایی، سنتزشیمیایی و رسوب بخار شیمیایی (CVD) را نام برد. برخی روش‌های دیگری همانند شکافتن نانو لوله‌های کربنی و ساخت باامواج ماکرویو نیز اخیراً بکاربرده شده‌اند. یک نمای کلی از روش‌های ساخت گرافین در زیر آمده‌است:

• روش‌های ساخت گرافن

  • از پایین به بالا

    • رشد برآیایی

    • شکافت گرمایی

    • CVD.

      • پلاسما

      • گرمایی

  • از بالا به پایین

    • لایه برداری مکانیکی

      • چسب نواری

      • Atomic Force Microscopy Tips

    • لایه برداری شیمیایی

      • سیالات فوق بحرانی

    • سنتز شیمیایی

      • با امواج فرا صوتی

      • روش شیمیایی

      • نمک مذاب

🧠 نانو گرافن چیست؟

نانو گرافن (Graphene Nanomaterial) یا نانو ورقه‌های گرافن (Graphene Nanosheets) شکل نانومتری از گرافن است — یعنی لایه‌ای دو‌بعدی از اتم‌های کربن که در ساختار شش‌ضلعی شبیه لانه‌زنبور کنار هم قرار گرفته‌اند.
زمانی که این ساختار در ابعاد چند نانومتر ساخته شود (مثلاً ضخامت چند نانومتر یا کمتر)، خواص الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی آن به‌طور چشمگیری تغییر می‌کند.

⚗️ روش‌های ساخت نانو گرافن

تولید نانو گرافن معمولاً به دو رویکرد اصلی تقسیم می‌شود:

1. روش بالا به پایین (Top-down)

از گرافیت یا گرافن معمولی شروع می‌شود و آن را به ورقه‌ها یا نانوذرات گرافنی تجزیه می‌کنند.
روش‌های متداول:

• لایه‌برداری شیمیایی گرافیت (Chemical Exfoliation)

• روش Hummers (تبدیل گرافیت به اکسید گرافن و سپس کاهش آن به گرافن خالص)

• سونیکیشن (Ultrasonic exfoliation) برای شکستن پیوند بین لایه‌ها.

2. روش پایین به بالا (Bottom-up)

در این روش گرافن از اتم‌های کربن ساخته می‌شود، مثلاً:

• رسوب شیمیایی از فاز بخار (CVD) روی بسترهایی مثل مس یا نیکل.

• پیرولیز (Pyrolysis) از منابع کربنی مثل پلیمرها یا ترکیبات آلی.

⚖️ تفاوت نانو گرافن با پودر گرافن معمولی

🧬 کاربردهای نانو گرافن

🔹 در پزشکی و داروسازی:

1. دارورسانی هدفمند (Drug Delivery):
   نانو گرافن می‌تواند به دارو متصل شود و آن را به سلول‌های سرطانی خاص برساند.

2. حسگرهای زیستی (Biosensors):
   برای تشخیص سریع گلوکز، DNA، یا نشانگرهای سرطان.

3. ترمیم بافت و استخوان:
   نانوگرافن می‌تواند رشد سلولی و ترمیم بافت را تحریک کند (به‌ویژه همراه با نانو هیدروکسی‌آپاتیت).

4. ضدباکتری و ضدویروس:
   به‌دلیل ایجاد استرس اکسیداتیو روی غشاهای میکروبی.

5. تصویربرداری پزشکی و درمان فوتوترمال (Photothermal therapy).

🔹 در صنعت:

1. افزودنی به کامپوزیت‌ها و پلاستیک‌ها برای افزایش استحکام و رسانایی.

2. در رنگ‌ها و پوشش‌های ضد خوردگی.

3. در باتری‌ها و ابرخازن‌ها برای افزایش ظرفیت و دوام.

4. در فیلترهای تصفیه آب و هوا.

5. در الکترونیک منعطف و نمایشگرهای نوری.

🔹 در تحقیقات و آزمایشگاه:

• ساخت حسگرهای شیمیایی و زیستی پیشرفته.

• الکترودهای شفاف برای سلول‌های خورشیدی.

• بستر رشد سلول‌های بنیادی یا باکتری‌ها برای مطالعات بیولوژیکی.

🚀 پتانسیل‌های بالفعل و بالقوه نانو گرافن

🌍 طرح‌ها و پروژه‌های بزرگ جهانی با نانو گرافن

1. Graphene Flagship (اتحادیه اروپا)
   یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های تحقیقاتی جهان (بودجه بیش از ۱ میلیارد یورو) برای توسعه کاربردهای نانو گرافن در پزشکی، انرژی و الکترونیک.

2. پروژه‌های شرکت Samsung و IBM
   در زمینه‌ی ساخت تراشه‌ها و باتری‌های نسل جدید با گرافن.

3. پروژه‌های پزشکی در MIT و Stanford
   روی دارورسانی و تصویربرداری با نانو گرافن.

4. پروژه فیلترهای تصفیه آب در هند و چین
   با استفاده از غشاهای نانو گرافنی برای حذف فلزات سنگین و باکتری‌ها.

5. توسعه ایمپلنت‌های زیستی در کره جنوبی و ژاپن
   با ترکیب نانو گرافن و پلیمرهای زیست‌سازگار.

قیمت خرید نانو گرافن:

فروشگاه نانو ثانی مرجع فروش نانو مواد در کشور، حاوی طیف وسیعی از انواع نانو ذرات است. خریداران عزیز می توانند قیمت خرید گرید تحقیقاتی نانو پودر گرافن تک لایه را در سایت مشاهده نمونه و آنلاین ثبت سفارش نمایند. همچنین با مراجعه به دسته نانو گرافن و نانو اکسید گرافن، از انواع نانو گرافن های موجود بازدید کنند.