Fraccionamiento del tamaño de las hojas de óxido de grafeno por sedimentación selectiva asistida por pH

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• El óxido de grafeno (GO) es un material prometedor derivado del grafito.
• El control de las dimensiones laterales de las láminas de GO es crucial para optimizar sus propiedades.
• Los métodos existentes para la separación de láminas de GO pueden ser complejos e ineficientes.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método simple, escalable y respetuoso con el medio ambiente para fraccionar en tamaño las láminas de óxido de grafeno.
• Para investigar el impacto de las dimensiones laterales en las propiedades de las películas de óxido de grafeno reducido (OGR).

Principales métodos:

• Fraccionamiento por tamaño de la dispersión de óxido de grafeno acuoso utilizando precipitación selectiva a pH 4.0.
• Separación en dos fracciones: gran dimensión lateral (f1) y pequeña dimensión lateral (f2).
• Preparación y caracterización de películas de óxido de grafeno reducido (rGO) utilizando las técnicas de Langmuir-Blodgett (LB) y filtración.

Principales resultados:

• El método de precipitación selectiva separó efectivamente las láminas de GO en función de las dimensiones laterales (>90% más grandes que 40 μm2 para f1).
• Las películas LB reducidas en hidrazina de f1 exhibieron una conductividad eléctrica significativamente mayor en comparación con f2.
• Las películas f1 preparadas para la filtración mostraron un espacio d más pequeño, mayor resistencia a la tracción y mayor módulo que las películas f2.

Conclusiones:

• El método de fraccionamiento de tamaño en un solo paso desarrollado es simple, rentable, eficiente y escalable para láminas de óxido de grafeno.
• Las láminas de óxido de grafeno más grandes (f1) producen películas de óxido de grafeno reducidas con propiedades eléctricas y mecánicas mejoradas.
• Esta mejora de la propiedad dependiente del tamaño abre caminos para aplicaciones de óxido de grafeno a medida.