1. Hazırlık: Grafenin Dansa Daveti
İlk adım, nano grafeni (genellikle grafen oksit – GO veya indirgenmiş grafen oksit – rGO) hazırlamak ya da temin etmektir. Eğer sentezleyeceksen:
Hummers yöntemi gibi klasik yöntemlerle grafen oksit sentezlenebilir.
Sonrasında indirgeme ajanları (hidrazin, askorbik asit vs.) ile indirgenmiş grafen elde edilebilir.
Bu adımda dikkat: Grafen oksit suda veya alkolde dağılabilirken, indirgenmiş grafenin dağılması daha zordur. Stabil bir dispersiyon şarttır.
2. Sol-Jel Solüsyonunun Hazırlanması
Sol-jel, adeta camı sıvı hâlde tutan bir iksir gibidir. Silika temelli sol-jel için yaygın bir formül:
Prekürsör: TEOS (Tetraetil Orto Silikat) veya TMOS
Çözücü: Etanol
Hidroloz ve kondenzasyon için: Su + Asidik (HCl) veya bazik (NH4OH) katalizör
Oranlar dikkatle ayarlanmalı: Genellikle TEOS:EtOH:H²O:HCl oranı 1:4:4:0.01 gibidir ama uygulamaya göre değişir.
3. Grafeni Sol’a Katmak – İki Dünya Buluşuyor
Grafen dispersiyonu, sol-jel solüsyonuna karıştırılır. Bu karışım:
Ultrasonik banyo veya homojenizör ile karıştırılarak homojen hâle getirilir.
Eğer grafen oksit kullanıldıysa, sol-jel prosesi sırasında indirgenme de sağlanabilir (örneğin ısı ile).
İşte burada kimya bir tablo gibi işlemeye başlar: Nanografenin yüzey özellikleri ve sol-jelin ağ yapısı birbirine tutunur.
4. Kaplama – Yüzeyle Buluşma Anı
Bu sol-grafen karışımı artık kaplama için hazırdır. Uygulama yöntemi ihtiyaca göre seçilir:
Dip-coating: Malzeme karışıma batırılıp yavaşça çıkarılır.
Spin-coating: Yüzeye damlatılıp hızlıca döndürülür.
Spray-coating: Sprey ile yüzeye püskürtülür.
Kaplama kalınlığı, viskozite ve hız parametreleriyle kontrol edilir.
5. Kurutma ve Piroliz – Camlaşma ve Stabilizasyon
İlk kuruma oda sıcaklığında veya düşük sıcaklıkta yapılır.
Ardından genellikle 200–500°C arasında bir ısıtma (termal piroliz) yapılır.
Bu adımda:
Organik kalıntılar uzaklaştırılır,
Jel yapısı cam benzeri bir yapı hâline gelir,
Grafen yapısı stabilize olur ve yüzeye sağlam bir şekilde bağlanır.
Sonuç: Nano Güçle Zırhlanmış Yüzeyler
Artık yüzeyiniz, hem cam gibi şeffaf hem de grafen gibi dirençlidir. Elektriksel iletkenlik, mekanik dayanım, su tutmama gibi özellikler kazanılmış olur.
