¿Cómo evitar la agregación irreversible del grafeno?
Según los expertos, para evitar la agregación irreversible del grafeno, la exfoliación en fase líquida generalmente debe realizarse en un solvente específico, y la capacidad del solvente para dispersar el grafeno limita la eficiencia de la exfoliación, haciendo que la fase líquida Exfoliación muy difícil. Difícil de realizar en altas concentraciones. En circunstancias típicas, el contenido de grafeno suele ser inferior a 1 mg/ml, lo que significa que la producción de 1 kg de grafeno requiere al menos 1 tonelada de disolvente. Además, la fuerte tendencia a la agregación del grafeno también dificulta su almacenamiento y transporte, lo que plantea desafíos para aplicaciones posteriores.
¿Cómo superar estos problemas? Los investigadores adoptaron una estrategia de dispersión no estable e introdujeron una cantidad muy pequeña de grupos funcionales ionizables que contienen oxígeno en la superficie del grafeno para lograr una exfoliación rápida y de alto rendimiento en concentraciones extremadamente altas (50 mg/ml, más del 90%). de los productos de exfoliación fueron grafeno de una sola capa con pocos defectos de red. Durante el proceso de pelado, debido a la compresión de la doble capa eléctrica de la superficie, el grafeno precipita mediante floculación para formar un precipitado. Incluso si este último se concentra en una torta de filtración con un alto contenido de sólidos, aún se puede dispersar en la solución acuosa. para formar una forma uniforme y estable después de almacenarse a temperatura ambiente durante un mes en suspensión de grafeno, resolviendo así eficazmente los problemas de almacenamiento y transporte en aplicaciones de grafeno a gran escala.
Además, la suspensión acuosa de grafeno preparada mediante este método muestra buenas propiedades reológicas y se puede utilizar directamente para preparar diversas formas de aerogeles de grafeno mediante impresión 3D, proporcionando así al grafeno capacidades de almacenamiento de energía y gestión medioambiental. Los materiales compuestos multifuncionales y otros campos han abierto nuevas vías de aplicación.