In this work, a cost-effective and facile method was adopted for the fabrication of graphene oxide nanoscrolls (GONS) by low frequency (20 kHz) ultrasonication with tunable dimensions. The graphene oxide (GO) was synthesized by modified Hummer's method using synthetic graphite as a base material. Later, GO suspension (0.05 g L-1) were made using methanol as solvent and subjected to different ultrasonication conditions. It was found that GO sheets curls themselves into nanoscrolls by overcoming the energy barrier for scrolling with the help of bubble cavitation energy provided by ultrasonication. Also, the effect of ultrasonication power (100-150 W) for irradiation time (0.5-3 h) over the GONS dimensions were investigated. The spiral wounded GONS structures were shown using electron microscopy. Raman Spectroscopy, Thin-film X-Ray Diffraction, Energy Dispersive X-Ray, FT Infrared Spectroscopic analysis were also done to endorse GONS formation. Factors affecting GONS formation such as sonication power and solvent selection were studied as scrolling of GO sheets are strongly dependent on sonication parameters and solvent characteristics. It was found that GONS length varies inversely with irradiation time for identical power density. Also, a solvent with relatively large Hansen solubility parameter, lower dipole movement and less negative value of zeta potential support GONS formation of longer length. Raman analysis overlays the rapid oxygen-defect site cleavage mechanism. The obtained GONS unlocks further developments in various engineering applications like adsorption, drug delivery and filtration membrane.

中文翻译：

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超声介导的可调氧化石墨烯纳米卷的制备。

在这项工作中，采用了一种经济高效且简便的方法，通过具有可调尺寸的低频（20 kHz）超声处理来制造氧化石墨烯纳米卷（GONS）。氧化石墨烯（GO）是使用合成石墨作为基础材料，通过改进的Hummer方法合成的。随后，使用甲醇作为溶剂制备GO悬浮液（0.05 g L-1），并使其经受不同的超声处理条件。已经发现，GO片材在超声作用下提供的气泡空化能的帮助下，克服了用于滚动的能垒，将自身卷曲成纳米卷。此外，研究了超声功率（100-150 W）对GONS尺寸上的辐照时间（0.5-3 h）的影响。使用电子显微镜显示了螺旋缠绕的GONS结构。拉曼光谱，薄膜X射线衍射，还进行了能量色散X射线，FT红外光谱分析以支持GONS的形成。研究了影响GONS形成的因素，如超声处理能力和溶剂选择，因为GO纸卷的滚动很大程度上取决于超声处理参数和溶剂特性。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。同样，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。还进行了FT红外光谱分析，以支持GONS的形成。研究了影响GONS形成的因素，如超声处理能力和溶剂选择，因为GO纸卷的滚动很大程度上取决于超声处理参数和溶剂特性。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。而且，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。还进行了FT红外光谱分析，以支持GONS的形成。研究了影响GONS形成的因素，如超声处理能力和溶剂选择，因为GO纸卷的滚动很大程度上取决于超声处理参数和溶剂特性。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。而且，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。研究了影响GONS形成的因素，如超声处理能力和溶剂选择，因为GO纸卷的滚动很大程度上取决于超声处理参数和溶剂特性。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。而且，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。研究了影响GONS形成的因素，如超声处理能力和溶剂选择，因为GO纸卷的滚动很大程度上取决于超声处理参数和溶剂特性。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。而且，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。而且，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。发现对于相同的功率密度，GONS长度与照射时间成反比。而且，具有相对较大的汉森溶解度参数，较低的偶极运动和较小的ζ电势负值的溶剂支持较长长度的GONS形成。拉曼分析覆盖了快速的氧缺陷位点裂解机制。所获得的GONS在诸如吸附，药物输送和过滤膜的各种工程应用中开启了进一步的发展。