1.2. Vật iệu compozit t rn cơ sở graphen graphen oxit
1.2.3. Chế tạo vật liệu nano [42,99]
Các vật liệu nano có thể được điều chế b ng bốn phương pháp phổ biến, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm, một số phương pháp chỉ có thể được áp dụng với một số vật liệu nhất định.
- Phương pháp hóa ướt (wet chemical): Bao gồm các phương pháp chế tạo
vật liệu dùng trong hóa keo (colloidal chemistry), phương pháp thủy nhiệt, sol – gel, và kết tủa. Theo phương pháp này, các dung dịch chứa ion khác nhau được trộn với nhau theo một tỷ lệ thích hợp; dưới tác động của nhiệt độ, áp suất mà các vật liệu nano được kết tủa từ dung dịch. Sau các q trình lọc, sấy khơ, ta thu được các vật liệu nano.
Ưu điểm của phương pháp hóa ướt là các vật liệu có thể chế tạo được rất đa dạng, chúng có thể là vật liệu vơ cơ, hữu cơ, kim loại. Đặc điểm của phương pháp này là rẻ tiền và có thể chế tạo được một khối lượng lớn vật liệu. Nhưng nó cũng có nhược điểm là các hợp chất có liên kết với phân tử nước có thể là một khó khăn, phương pháp sol – gel thì cho hiệu suất khơng cao.
-Phương pháp cơ học (mechanical): Bao gồm các phương pháp tán, nghiền hợp kim cơ học. Theo phương pháp này, vật liệu ở dạng bột được nghiền đến kích thước nhỏ hơn. Ngày nay, các máy nghiền thường dùng là máy nghiền kiểu hành tinh hay máy nghiền quay. Phương pháp cơ học có ưu điểm là đơn giản, dụng cụ chế tạo khơng đắt tiền và có thể chế tạo với một lượng lớn vật liệu. Tuy nhiên nó lại
nhất, dễ bị nhiễm bẩn từ các dụng cụ chế tạo và thường khó có thể đạt được hạt có kích thước nhỏ. Phương pháp này thường được dùng để tạo vật liệu không phải là hữu cơ.
- Phương pháp lắng đọng chân không: Gồm các phương pháp quang khắc
(lithography), lắng đọng chân không (vacuum deposition) vật lí, hóa học. Các phương pháp này có hiệu quả trong chế tạo màng mỏng hoặc lớp bao phủ bề mặt. Ngồi ra, người ta cũng có thể dùng nó để chế tạo hạt nano b ng cách cạo vật liệu từ đế. Tuy nhiên phương pháp này khơng hiệu quả lắm để có thể chế tạo ở quy mô thương mại.
- Phương pháp hình thành từ pha khí (gas – phase): Gồm các phương pháp
nhiệt phân (flame pyrolysis), nổ điện (electro-explosion), đốt laser (laser ablation), bốc bay nhiệt độ cao, plasma. Nguyên tắc của các phương pháp này là hình thành vật liệu nano từ pha khí. Nhiệt phân là phương pháp có từ rất lâu, được dùng để tạo các vật liệu đơn giản như cacbon, silicon. Phương pháp đốt laser có thể tạo được nhiều loại vật liệu nhưng lại chỉ giới hạn trong phịng thí nghiệm vì hiệu suất thấp. Phương pháp plasma một chiều và xoay chiều có thể dùng để tạo rất nhiều vật liệu khác nhau nhưng lại khơng thích hợp để tạo vật liệu hữu cơ vì nhiệt độ của nó cao
(có thể đến 9000oC).
Phương pháp hình thành từ pha khí dùng chủ yếu để tạo lồng cacbon (fullerene) hoặc ống cacbon. Rất nhiều các công ty dùng phương pháp này để chế tạo vật liệu mang tính thương mại. Trong hóa học thường sử dụng phương pháp hóa học ướt để chế tạo vật liệu nano, đặc biệt là nano từ graphen và GO.