Liquid Phase Exfoliation of Two-Dimensional Materials by Directly Probing and Matching Surface Tension Components

Nano Letters

Volumn 15, Issue 8, 2015, Pages 5449-5454

  Shen, Jianfeng ^a,b   He, Yongmin ^a,c   Wu, Jingjie ^a   Gao, Caitian ^c   Keyshar, Kunttal ^a   Zhang, Xiang ^a   Yang, Yingchao ^a   Ye, Mingxin ^b   Vajtai, Robert ^a   Lou, Jun ^a   Ajayan, Pulickel M ^a  

^a RICE UNIVERSITY   (United States)

^b FUDAN UNIVERSITY   (China)

^c LANZHOU UNIVERSITY   (China)

Author keywords

liquid phase exfoliation; polar and dispersive components; surface tension; Two dimensional materials

Indexed keywords

BORON NITRIDE; LIQUIDS; SOLVENTS;

COMMON SOLVENTS; DISPERSIVE COMPONENTS; FUNDAMENTAL STUDIES; HIGH YIELD; LIQUID PHASE; TENSION COMPONENTS; TWO DIMENSIONAL (2 D); TWO-DIMENSIONAL MATERIALS;

SURFACE TENSION;

EID: 84939132965     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01842     Document Type: Article

References (43)

1. Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530 10.1126/science.1158877
2. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805-136808 10.1103/PhysRevLett.105.136805
3. Zhuang, X.; Mai, Y.; Wu, D.; Zhang, F.; Feng, X. Adv. Mater. 2015, 27, 403-427 10.1002/adma.201401857
4. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183-191 10.1038/nmat1849
5. Chhowalla, M.; Shin, H. S.; Eda, G.; Li, L.-J.; Loh, K. P.; Zhang, H. Nat. Chem. 2013, 5, 263-275 10.1038/nchem.1589
6. Gopalakrishnan, D.; Damien, D.; Shaijumon, M. M. ACS Nano 2014, 8, 5297-5303 10.1021/nn501479e
7. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M. W.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222-6227 10.1021/nl403661s
8. Li, H.; Lu, G.; Yin, Z.; He, Q.; Zhang, H.; Wang, Y.; Cong, C.; Yu, T.; Wang, L.; Ding, F. Small 2013, 9, 1974-1981 10.1002/smll.201202919
9. Park, S.; Ruoff, R. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 217-224 10.1038/nnano.2009.58
10. Mahler, B.; Hoepfner, V.; Liao, K.; Ozin, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14121-14127 10.1021/ja506261t
11. Kovtyukhova, N. I.; Wang, Y.; Berkdemir, A.; Cruz-Silva, R.; Terrones, M.; Crespi, V. H.; Mallouk, T. E. Nat. Chem. 2014, 6, 957-963 10.1038/nchem.2054
12. Anto, J. A.; Nethravathi, C.; Rajamathi, M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 1386-1396 10.1021/jp410918c
13. Lee, D.; Lee, B.; Park, K. H.; Ryu, H. J.; Jeon, S.; Hong, S. H. Nano Lett. 2015, 15, 1238-1244 10.1021/nl504397h
14. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669 10.1126/science.1102896
15. Nuvoli, D.; Alzari, V.; Scognamillo, S.; Mariani, A.; Valentini, L.; Bon, S. B.; Piccinini, M.; Illescas, J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3428-3431 10.1039/C0JM02461A
16. Paton, K. R.; Varrla, E.; Backes, C.; Smith, R. J.; Khan, U.; ONeill, A.; Boland, C.; Lotya, M.; Istrate, O. M.; King, P.; Higgins, T.; Barwich, S.; May, P.; Puczkarski, P.; Ahmed, I.; Moebius, M.; Pettersson, H.; Long, E.; Coelho, J.; OBrien, S. E.; McGuire, E. K.; Sanchez, B. M.; Duesberg, G. S.; McEvoy, N.; Pennycook, T. J.; Downing, C.; Crossley, A.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Nat. Mater. 2014, 13, 624-630 10.1038/nmat3944
17. Backes, C.; Berner, N. C.; Chen, X.; Lafargue, P.; LaPlace, P.; Freeley, M.; Duesberg, G. S.; Coleman, J. N.; McDonald, A. R. Angew. Chem. 2015, 127, 2676-2680 10.1002/ange.201409412
18. Hernandez, Y.; Nicolosi, V.; Lotya, M.; Blighe, F. M.; Sun, Z.; De, S.; McGovern, I. T.; Holland, B.; Coleman, J. N.; Gunko, Y. K.; Boland, J. J.; Niraj, P.; Duesberg, G.; Krishnamurthy, S.; Byrne, M.; Goodhue, R.; Hutchison, J.; Scardaci, V.; Ferrari, A. C. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 563-568 10.1038/nnano.2008.215
19. Varrla, E.; Backes, C.; Paton, K. R.; Harvey, A.; Gholamvand, Z.; McCauley, J.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2015, 27, 1129-1139 10.1021/cm5044864
20. Bergin, S. D.; Sun, Z.; Rickard, D.; Streich, P. V.; Hamilton, J. P.; Coleman, J. N. ACS Nano 2009, 3, 2340-2350 10.1021/nn900493u
21. Liu, N.; Kim, P.; Kim, J. H.; Ye, J. H.; Kim, S.; Lee, C. J. ACS Nano 2014, 8, 6902-6910 10.1021/nn5016242
22. Park, K. H.; Kim, B. H.; Song, S. H.; Kwon, J.; Kong, B. S.; Kang, K.; Jeon, S. Nano Lett. 2012, 1312, 2871-2876 10.1021/nl3004732
23. Du, W.; Jiang, X.; Zhu, L. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 10592-10606 10.1039/c3ta12212c
24. Ciesielski, A.; Samorì, P. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 381-398 10.1039/C3CS60217F
25. Parvez, K.; Wu, Z.; Li, R.; Liu, X.; Graf, R.; Feng, X.; Müllen, K. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6083-6091 10.1021/ja5017156
26. Dong, L.; Lin, S.; Yang, L.; Zhang, J.; Yang, C.; Yang, D.; Lu, H. Chem. Commun. 2014, 50, 15936-15939 10.1039/C4CC07238C
27. Halim, U.; Zheng, C. R.; Lin, Z.; Jiang, S.; Duan, X.; Chen, Y.; Cheng, R.; Huang, Y. Nat. Commun. 2013, 4, 3213 10.1038/ncomms3213
28. Lotya, M.; Hernandez, Y.; King, P. J.; Smith, R. J.; Nicolosi, V.; Karlsson, L. S.; Blighe, F. M.; De, S.; Wang, Z.; McGovern, I. T.; Duesberg, G. S.; Coleman, J.N. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3611-3620 10.1021/ja807449u
29. Zhou, K.; Mao, N.; Wang, H.; Peng, Y.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10839-10842 10.1002/anie.201105364
30. Cunningham, G.; Lotya, M.; Cucinotta, C. S.; Sanvito, S.; Coleman, J. N.; Bergin, S. D.; Menzel, R.; Shaffer, M. S. P. ACS Nano 2012, 6, 3468-3480 10.1021/nn300503e
31. Nicolosi, V.; Chhowalla, M.; Kanatzidis, M. G.; Strano, M. S.; Coleman, J. N. Science 2013, 340, 1226419 10.1126/science.1226419
32. Coleman, J. N.; Lotya, M.; ONeill, A.; Bergin, S. D.; King, P. J.; Khan, U.; Young, K.; Gaucher, A.; De, S.; Smith, R. J.; Shvets, I. V.; Arora, S. K.; Stanton, G.; Wang, J. J.; Donegan, J. F.; Kim, H.-Y.; Lee, K.; Duesberg, G. S.; Hallam, T.; Boland, J. J. Science 2011, 331, 568-571 10.1126/science.1194975
33. ONeill, A.; Khan, U.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2012, 24, 2414-2421 10.1021/cm301515z
34. Hernandez, Y.; Lotya, M.; Rickard, D.; Bergin, S. D.; Coleman, J. N. Langmuir 2010, 26, 3208-3213 10.1021/la903188a
35. Jia, L.; Shi, B. J. Macromol. Sci., Part B: Phys. 2011, 50, 1042-1046 10.1080/00222348.2010.497439
36. Owens, D. K. J. Appl. Polym. Sci. 1970, 14, 1725-1730 10.1002/app.1970.070140706
37. Gaur, A. P. S.; Sahoo, S.; Ahmadi, M.; Dash, S. P.; Guinel, M.J.-F.; Katiyar, R. S. Nano Lett. 2014, 14, 4314-4321 10.1021/nl501106v
38. Wang, S.; Zhang, Y.; Abidi, N.; Cabrales, L. Langmuir 2009, 25, 11078-11081 10.1021/la901402f
39. Rafiee, J.; Mi, X.; Gullapalli, H.; Thomas, A. V.; Yavari, F.; Shi, Y.; Ajayan, P. M.; Koratkar, N. A. Nat. Mater. 2012, 11, 217-222 10.1038/nmat3228
40. Comyn, J. Int. J. Adhes. Adhes. 1992, 12, 145-149 10.1016/0143-7496(92)90045-W
41. Fowkes, F. M. Ind. Eng. Chem. 1964, 56, 40-52 10.1021/ie50660a008
42. Lin, Y.; Williams, T. V.; Xu, T.; Cao, W.; Elsayed-Ali, H. E.; Connell, J. W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2679-2685 10.1021/jp110985w
43. Štengl, V.; Henych, J.; Slušná, M.; Ecorchard, P. Nanoscale Res. Lett. 2014, 9, 167 10.1186/1556-276X-9-167