Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Nacional de Singapur NUS ha desarrollado una estrategia económica e industrialmente viable para producir grafeno. La nueva técnica aborda el desafío de larga data de un proceso eficiente para la producción a gran escala de grafeno y pavimentosEl camino para la síntesis sostenible del material.
El grafeno es un material bidimensional con una estructura de panal de un solo átomo de espesor. Apodado como el material del futuro, el grafeno exhibe propiedades electrónicas únicas que pueden emplearse para una amplia gama de aplicaciones, como pantallas táctiles, tintas conductorasy baterías de carga rápida. Sin embargo, la dificultad de producir grafeno de alta calidad a gran escala de manera asequible sigue obstaculizando su adopción generalizada por parte de las industrias.
El método convencional de producción de grafeno utiliza energía acústica o fuerzas de corte para exfoliar las capas de grafeno del grafito y luego dispersar las capas en grandes cantidades de solvente orgánico. Como solvente insuficiente, las capas de grafeno se vuelven a unir al grafito, produciendo un kilogramode grafeno actualmente requiere al menos una tonelada de solvente orgánico, lo que hace que el método sea costoso y poco amigable con el medio ambiente.
Produciendo grafeno con 50 veces menos solvente
El equipo de investigación de desarrollo liderado por NUS, por otro lado, usa hasta 50 veces menos solvente. Esto se logra exfoliando el grafito pretratado en condiciones altamente alcalinas para desencadenar la floculación, un proceso en el cual las capas de grafeno se agrupan continuamentejuntos para formar una suspensión de grafeno sin tener que aumentar el volumen de solvente. El método también introduce fuerzas repulsivas electrostáticas entre las capas de grafeno y evita que se vuelvan a unir.
La suspensión de grafeno resultante puede separarse fácilmente en monocapas cuando sea necesario o almacenarse durante meses. La suspensión también se puede usar directamente para imprimir en 3D aerogeles de grafeno conductivo, un material similar a una esponja ultraligero que se puede usar para eliminar el derrame de petróleoen el mar.
El profesor Loh Kian Ping del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de NUS, quien también es el Jefe de Investigación de Materiales 2D en el Centro NUS de Materiales 2D Avanzados dirigió la investigación. Dijo: "Hemos demostrado con éxito una estrategia de exfoliación única parapreparación de grafeno de alta calidad y sus compuestos. Nuestra técnica, que produce un alto rendimiento de grafeno cristalino en forma de suspensión concentrada con un volumen significativamente menor de disolvente, es una solución atractiva para las industrias para llevar a cabo la síntesis a gran escala de este material prometedorde manera rentable y sostenible "
La investigación se realizó en colaboración con la Universidad de Fudan y los hallazgos se publicaron en la revista científica Nature Communications, a principios de este año.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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