Production of graphene using a Taylor-Couette flow has been studied. Below, critical shear rate for exfoliation,shear force induced by rotating fluid and collision effect in turbulent vortex were effective to exfoliate graphite into graphene with few layers. By the analysis of transmission electron microscopy and atomic force microscopy, produced graphene has sub-micron size with less than 10 layers. Optimization of Taylor-Couette flow was performed for the operating parameters such as surfactant type, concentration, exfoliating time, initial graphite concentration, types of graphite for improved graphite exfoliation. As a result, high concentration of graphene dispersion up to 2.84mg/ml was achieved and highest yield was around 12%. We demonstrate that Taylor-Couette flow can be used to produce graphene. Taylor-Couette flow has a potential to exfoliate other kinds of materials with two-dimensional layered structure for mass production of two dimensional material with a few layers.
테일러 쿠에트 흐름에 의한 그래핀의 생산이 연구되었다. 박리를 위한 임계 전단속도 아래에서도
돌아가는 유체에 의한 전단응력과 난류 소용돌이 안에서의 충돌효과는 흑연을 수 장의 그래핀으로
박리하는데 효과적이었다. 투과형 전자 현미경과 원자간력 현미경의 분석에 의하면 생산된
그래핀은 열장 이내로 수 마이크로 이하의 사이즈를 가지는 것을 확인하였다. 테일러 쿠에트
흐름의 최적화는 작동 매개변수인 계면활성제 종류, 농도, 박리 시간, 초기 흑연 농도, 흑연의
종류를 가지고 더 향상된 흑연 박리를 위해 수행되었다. 결과적으로 높은 농도의 그래핀 용액은
2.84mg/ml까지 얻을 수 있었고 가장 높은 수득율은 12% 정도였다. 우리는 테일러 쿠에트 흐름이
그래핀 생산에 사용될 수 있음을 입증하였다. 테일러 쿠에트 흐름은 다른 종류의 이차원
층상구조의 물질들도 수 장의 이차원 물질로 박리할 수 있는 가능성을 가지고 있다.
