O grafeno pode ser preparado através de vários métodos, cada um com vantagens e limitações únicas.
Os principais métodos incluem a esfoliação mecânica, a deposição química de vapor (CVD), a esfoliação em fase líquida e a sublimação controlada de SiC.
Entre estes, a CVD é particularmente notável pela sua capacidade de produzir grafeno de alta qualidade adequado para aplicações avançadas como eletrónica e sensores.
Quais são os 4 métodos de preparação do grafeno?
1. Esfoliação mecânica
Este método consiste em descascar fisicamente camadas de grafeno da grafite a granel utilizando técnicas como a fita adesiva.
Embora seja um método simples que pode produzir grafeno de alta qualidade, não é escalável para produção industrial devido ao seu baixo rendimento e incapacidade de produzir grafeno de grande área.
2. Deposição em fase vapor por processo químico (CVD)
A deposição em fase vapor por processo químico (CVD) é um método amplamente utilizado para produzir películas de grafeno de elevada qualidade.
Envolve a deposição de átomos de carbono num substrato, como o níquel ou o cobre, a altas temperaturas.
A fonte de carbono é normalmente um gás hidrocarboneto.
A CVD é vantajosa porque pode produzir grafeno de grande área, uniforme e de alta qualidade, com baixo número de defeitos.
Este método é particularmente adequado para aplicações que exigem um elevado desempenho, como a eletrónica e os sensores.
3. Esfoliação em fase líquida
Esta técnica envolve a dispersão da grafite num solvente e a aplicação de energia (como a sonicação ou forças de corte elevadas) para separar as camadas de grafeno.
A escolha do solvente e a adição de tensioactivos podem afetar a qualidade e o rendimento do grafeno produzido.
Embora este método possa ser relativamente simples e económico, o rendimento do grafeno é normalmente baixo, sendo frequentemente necessário um pós-processamento, como a centrifugação, para isolar os flocos de grafeno desejados.
4. Sublimação controlada de SiC
Este método envolve a decomposição térmica de carboneto de silício (SiC) num vácuo ultra-elevado para produzir grafeno epitaxial.
O processo é complexo e dispendioso, exigindo quantidades significativas de SiC e equipamento especializado.
Embora possa produzir grafeno de alta qualidade, a escalabilidade e o custo tornam-no menos favorável para aplicações em grande escala.
Em resumo, a escolha do método de preparação do grafeno depende da aplicação pretendida e da escala de produção.
A CVD destaca-se como um método promissor para a produção de grafeno de alta qualidade e de grandes áreas, especialmente para aplicações em eletrónica e em sensores.
Outros métodos, como a esfoliação mecânica e a esfoliação em fase líquida, são mais adequados para a produção à escala laboratorial ou para aplicações específicas em que são necessários pós ou nanopartículas de grafeno.
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