Liquid phase exfoliation
سب سے پہلے 2008 میں دکھایا گیا، مائع مرحلے کے اخراج (ایل پی ای) ایک حل پروسیسنگ کا طریقہ ہے جو پرتوں والے کرسٹل کو بڑی مقدار میں 2 جہتی نینوشیٹ میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ فی الحال 2 ڈی نینو شیٹ تیار کرنے کے ستون طریقوں میں سے ایک ہے۔ آئی ڈی ٹیک ایکس کے مطابق، ایکسفولیشن تکنیکوں کا خاندان جو براہ راست یا بالواسطہ طور پر ایل پی ای سے نکلا ہے اب عالمی گرافین کی پیداواری صلاحیت کا 60 فیصد سے زیادہ ہے۔ اس طریقہ کار میں پاؤڈر پرتوں والے کرسٹل شامل کرنا شامل ہے، مثال کے طور پر گریفائٹ، مناسب سالوینٹس میں اور توانائی داخل کرنا، اکثر الٹراسونکیشن کے ذریعے، حالانکہ ہائی شیر مکسنگ اکثر عام طور پر استعمال ہوتی ہے۔ توانائی کا اضافہ ٹکڑے ٹکڑے اور اخراج کے امتزاج کا سبب بنتا ہے جس کے نتیجے میں پرتوں والے کرسٹل سے چھوٹی نینوشیٹس کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ اس طرح گریفائٹ کو بڑی مقدار میں گریفین نینوشیٹ میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، یہ نینو شیٹ چند یک پرت موٹی اور پس منظر کے سائز کی ہوتی ہیں جو دسیوں نینو میٹر سے لے کر کئی مائکرون تک ہوتی ہیں۔ یہ بکھرے ہوئے نینو شیٹ نیم مستحکم معطلی بناتے ہیں جب تک کہ استعمال ہونے والے سالوینٹس میں سطح کی توانائیاں نینو شیٹ کی طرح ہوں۔ آرڈر 1 گرام فی لیٹر کے بکھرے ہوئے ارتکاز کو حاصل کیا جا سکتا ہے۔ سالوینٹس کے علاوہ، مالیکیولر اسٹیبلائزرز کا استعمال بھی ممکن ہے، مثال کے طور پر سرفیکٹینٹس یا پولیمر نینوشیٹس کو کوٹ کرنے اور انہیں دوبارہ جمع کرنے کے خلاف مستحکم کرنے کے لیے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ یہ نینو شیٹس کو پانی میں معطل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اگرچہ یہ طریقہ سب سے پہلے گرافین نینوشیٹ حاصل کرنے کے لیے ایکسفولیٹ گریفائٹ پر لاگو کیا گیا تھا، لیکن اس کے بعد سے یہ 2 ڈی مواد کی ایک وسیع رینج تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے جس میں مولیبڈینم ڈائیسلفائڈ، ٹونگسٹن ڈائیلینائڈ، بورون نائٹرائڈ، نکل (II) ہائیڈروکسائڈ، جرمینیئم مونوسلفائڈ، ایس این پی 3، اور بلیک فاسفورس شامل ہیں۔ مائع مرحلے کے اخراج سے پیدا ہونے والے مائع معطلی کو متعدد فعال ڈھانچے بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ان کو انک جیٹ پرنٹنگ جیسی معیاری تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے پتلی فلموں اور نیٹ ورکس میں چھاپا جا سکتا ہے۔ طباعت شدہ ڈھانچے کو پرنٹ شدہ الیکٹرانکس، سینسرز اور نینو کمپوزائٹس سمیت مختلف شعبوں میں استعمال کیا گیا ہے۔ متعلقہ طریقوں میں گیلے بال ملنگ، ہوموجینائزیشن، مائیکرو فلوئڈائزیشن اور گیلے جیٹ ملنگ کے ذریعے اخراج شامل ہیں۔ مائع مرحلے کا اخراج دیگر مائع اخراج کے طریقوں سے مختلف ہے، مثال کے طور پر گرافین آکسائڈ کی پیداوار، کیونکہ یہ بہت کم تباہ کن ہے، جس سے نینوشیٹس کے بیسال طیاروں میں کم سے کم نقائص رہ جاتے ہیں۔ حال ہی میں یہ بات سامنے آئی ہے کہ ایل پی ای کا استعمال غیر پرتوں والے کرسٹل کو نیم-2 ڈی نینو پلیٹلیٹس میں تبدیل کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے۔ اوریجنز لیکویڈ فیز ایکسفولیشن کو پہلی بار 2008 میں آئرلینڈ میں ایک تحقیقی ٹیم نے ایک مقالے میں تفصیل سے بیان کیا تھا، حالانکہ اسی طرح کے عمل کی ایک بہت مختصر تفصیل مانچسٹر گروپ نے تقریبا اسی وقت شائع کی تھی۔ اگرچہ دوسرے مقالے اس سے قبل مائعوں میں پرتوں والے کرسٹل کو نکالنے کے طریقوں کو بیان کرتے تھے، لیکن یہ مقالے پہلے تھے جنہوں نے کسی بھی سابقہ آئن انٹرکلیشن یا کیمیائی علاج کے بغیر مائعوں میں اخراج کو بیان کیا۔ ایکسفولیشن کے طریقوں ایل پی ای میں پرتوں والے کرسٹل کو مناسب مستحکم کرنے والے مائعوں میں داخل کرنا اور پھر پرتوں والے کرسٹل سے نینوشیٹ کو ہٹانے کے لیے توانائی شامل کرنا شامل ہے۔ مائع کو توانائی فراہم کرنے کے لیے کئی مختلف طریقے استعمال کیے گئے ہیں۔ سب سے قدیم اور سب سے عام الٹراسونکیشن ہے۔ اس عمل کو بڑھانے کے لیے 2014 میں ہائی شیر مکسنگ متعارف کرایا گیا تھا۔ یہ طریقہ انتہائی مفید ثابت ہوا اور اس نے معطلی میں شیر پیدا کرنے کے کئی دوسرے طریقوں کو متاثر کیا، جن میں گیلے بال ملنگ، ہوموجینائزیشن، مائیکرو فلوئڈائزیشن اور گیلے جیٹ ملنگ شامل ہیں۔ اسٹیبلائزر سب سے آسان مستحکم کرنے والے مائع ایسے سالوینٹ ہوتے ہیں جن کی سطح کی توانائی پرتوں والے کرسٹل کے قریب ہوتی ہے۔ عملی طور پر، 70 mJ/m2 کے قریب سطح کے تناؤ والے مائع استعمال کیے جاتے ہیں۔ اس کے علاوہ آبی سرفیکٹینٹ حل اکثر استعمال کیے جاتے ہیں۔ کم عام، لیکن بعض ایپلی کیشنز کے لیے مفید، ایکسفولیٹڈ نینوشیٹس کو مستحکم کرنے کے لیے مالیکیولر یا پولیمرک ایڈیٹیوز کا استعمال ہے۔ گرافین سے آگے 2 ڈی مواد کا ایل پی ای ایل پی ای کے ذریعے 2 ڈی مواد کی ایک بہت وسیع رینج تیار کی گئی ہے۔ 2008 میں گرافین کو خارج کرنے والا پہلا مواد تھا۔ اس کے بعد 2011 میں بی این، ایم او ایس 2 اور ڈبلیو ایس 2 کا اخراج ہوا۔ اس کے بعد سے، 2 ڈی مواد کی ایک وسیع رینج کو خارج کر دیا گیا ہے جس میں مولیبڈینم ڈائیلینائڈ، ٹونگسٹن ڈائیلینائڈ، گیلیئم سلفایڈ، مولیبڈیم ٹرائی آکسائیڈ، نکل (II) ہائیڈروکسائیڈ، جرمینیئم مونوسلفایڈ، ایس این پی 3، بلیک فاسفورس وغیرہ شامل ہیں۔ غیر پرتوں والے مواد کا ایل پی ای حالیہ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ مائع مرحلے کے اخراج کو غیر پرتوں والے 3 ڈی مضبوط بند شدہ بلک مواد سے 2 ڈی نینوپلیٹلیٹ تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ بدیہی طور پر غیر متوقع ہے کیونکہ یہ تھری ڈی ٹھوس بلک کرسٹل تینوں سمتوں میں مضبوط بندھن پر مشتمل ہوتے ہیں۔ اس کے باوجود، بہت سے غیر پرتوں والے مواد جیسے بوران، سلکان، جرمینیئم، آئرن ڈائیسلفائڈ، آئرن آکسائڈ، آئرن ٹرائی فلورائڈ، مینگنیز ٹیلورائڈ کو مناسب سالوینٹس میں سونکیٹ کرنے پر 2 ڈی نینو پلیٹلیٹس میں تبدیل کر دیا گیا ہے۔ یہ مائع مرحلے کے اخراج کے عمل کے طریقہ کار پر بہت سے کھلے سوالات اٹھاتا ہے۔ پرتوں والے مادوں کے لیے، انٹر پلین (پرڈومینیٹلی وین ڈیر والز) بانڈ فورس کو توڑنے کے لیے درکار توانائی ان پلین آئنک یا کوولینٹ بانڈ کو توڑنے کے لیے درکار توانائی کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔ پھر، ایکسفولیشن کے طریقہ کار کے نتیجے میں 2 ڈی-نینوشیٹ بنتے ہیں۔ تاہم، غیر پرتوں والے 3D-مضبوط بند شدہ مواد کے لیے، مختلف جوہری طیاروں کے درمیان بندھن میں کم سے کم فرق کے ساتھ، کوئی "آسانی سے خارج شدہ" سمت نہیں ہوتی ہے اور سونکیشن سے نیم کروی ذرات حاصل ہونے چاہئیں۔ اس کے باوجود، قریب آئسوٹروپک مواد جیسے سلکان کو اعلی پہلو تناسب پلیٹلیٹس دینے کے لیے خارج کیا گیا ہے۔ لہذا، ان میکانزم کی تفہیم پیدا کرنا جس کے ذریعے غیر پرتوں والے مواد کو خارج کیا جاتا ہے، خاص طور پر اس لیے کہ اس طرح کے غیر پرتوں والے 2 ڈی نینو پلیٹلیٹس کے اطلاق کا دائرہ وسیع ہے، جس میں بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز سے لے کر انرجی اسٹوریج سے لے کر آپٹو الیکٹرانکس تک شامل ہیں۔ حوالہ جات کیمیائی طبیعیات لیبارٹری تکنیک