A esfoliação do grafeno envolve vários métodos, cada um com caraterísticas e aplicações únicas.
Explicação de 4 métodos principais
1. Esfoliação em fase líquida
A esfoliação em fase líquida utiliza um solvente com uma tensão superficial adequada para estabilizar os flocos de grafeno produzidos a partir de grafite a granel.
Este processo utiliza normalmente solventes não aquosos como a n-Metil-2-pirrolidona (NMP) ou soluções aquosas com adição de tensioactivos.
A energia para a esfoliação é inicialmente fornecida por sonicação ultrassónica, mas são cada vez mais utilizadas forças de corte elevadas.
O rendimento é geralmente baixo, sendo necessário recorrer à centrifugação para isolar os flocos de grafeno de monocamada e de poucas camadas.
2. Sublimação controlada de SiC
A sublimação controlada de SiC é um método utilizado principalmente na indústria eletrónica para a produção de grafeno epitaxial.
Este processo envolve a decomposição térmica de um substrato de SiC num vácuo ultra-elevado, utilizando um feixe eletrónico ou um aquecimento resistivo.
Após a dessorção do silício, o excesso de carbono na superfície rearranja-se para formar uma rede hexagonal.
No entanto, este método é dispendioso e requer quantidades significativas de silício para uma produção em grande escala.
3. Deposição química de vapor (CVD)
A deposição de vapor químico (CVD) é um método versátil que utiliza substratos de crescimento e uma fonte de gás hidrocarboneto.
Pode ser conseguida através da difusão e segregação do carbono em metais de elevada solubilidade em carbono, como o níquel, ou por adsorção superficial em metais de baixa solubilidade em carbono, como o cobre.
A CVD é particularmente prometedora para a produção de grandes áreas de grafeno monocamada com elevada qualidade e é relativamente barata.
4. Esfoliação mecânica
A esfoliação mecânica, demonstrada de forma célebre por Geim e Novoselov, consiste em descolar camadas de grafeno da grafite utilizando fita adesiva.
Este método é utilizado principalmente para estudos e investigação fundamentais devido à sua escalabilidade limitada e à incapacidade de controlar o número de camadas esfoliadas.
Cada um destes métodos tem as suas vantagens e desvantagens, e a escolha do método depende dos requisitos específicos da aplicação, como a necessidade de grafeno de grande área, de alta qualidade e com o mínimo de defeitos.
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