Exfoliación de óxido de grafeno con líquidos iónicos: aproximación experimental y con dinámica molecular

El grafeno, una lámina plana de un átomo de carbono de espesor con hibridación sp2, ha recibido mucha atención en los últimos años debido a sus excelentes propiedades como gran superficie específica, alta conductividad eléctrica y térmica, excelente estabilidad química y rigidez mecánica. El grafito, que es un material barato y fácil de conseguir, se compone de láminas de grafeno apiladas. Por lo tanto, uno de los métodos más convenientes para la producción en masa de láminas de grafeno es la exfoliación de grafito en la fase líquida. Recientemente, se han llevado a cabo muchos intentos de producir láminas de grafeno en grandes cantidades a través de la reducción química del óxido de grafito exfoliado (GO). Durante el proceso de oxidación de grafito, las propiedades electrónicas únicas de grafeno se degradan dramáticamente. La conductividad eléctrica de las láminas de óxido de grafeno puede ser parcialmente restaurada por la etapa de reducción; sin embargo, esto resulta en una aglomeración irreversible de sus láminas. Por lo tanto, se están utilizando diferentes estrategias para dispersar las láminas de grafeno antes o durante la etapa de reducción, incluyendo la estabilización por varios dispersantes o surfactantes poliméricos y funcionalización de su superficies covalente/no covalente [1].
En este contexto, se puede utilizar líquidos iónicos (ILS) para la funcionalización del grafeno. Ellos pueden adsorberse en la superficie del grafeno a través de las interacciones no covalentes de aniones y/o cationes con el grafeno. ILS presentan varias ventajas tales como la conductividad iónica mejorada, estabilidad térmica y excelentes propiedades mecánicas. El grafeno modificado con líquidos iónicos está dotado de una mejor conductividad, excelente hidrofilia y carga positiva [2]. La repulsión entre las láminas de GO cargadas positivamente, la transferencia de carga entre los iones y el grafeno y la alta solubilidad de los IL injertados pueden contribuir a la exfoliación del grafito en láminas de grafeno y a preparar dispersiones de grafeno estables a largo plazo [3] .
IK4-TEKNIKER está trabajando activamente en estas actividades en el proyecto nanoIKER, financiado por el Gobierno del País Vasco). En la siguiente figura, se utilizaron Simulaciones de dinámica molecular para comprobar que el espaciamiento interlaminar promedio entre las capas de grafeno exfoliadas en el óxido grafito aumentan.
Figure. Molecular model of graphite oxide with adsorbed ionic liquid.

Esta entrada fue publicada en Sin categoría. Guarda el enlace permanente.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *