Os métodos de preparação do grafeno podem ser classificados em dois tipos: métodos "top-down" e "bottom-up".
A abordagem "descendente" envolve a esfoliação da grafite.
A abordagem "bottom-up" envolve o crescimento de grafeno a partir de fontes de carbono gasoso, principalmente através de deposição química de vapor (CVD).
4 Métodos Principais Explicados
1. Métodos descendentes
O método "top-down" envolve principalmente a esfoliação mecânica ou química da grafite para isolar as camadas de grafeno.
Este método é frequentemente utilizado para produzir pós e nanopartículas de grafeno.
Estes produtos são amplamente utilizados em aplicações como o armazenamento de energia, compósitos de polímeros, revestimentos e gestão térmica.
A abordagem "top-down" é vantajosa pela sua simplicidade e pela capacidade de produzir grafeno sob a forma de pó, que pode ser facilmente disperso em vários meios.
2. Métodos bottom-up
O método "bottom-up", nomeadamente a CVD, é a técnica mais popular e industrialmente relevante para a produção de grafeno de alta qualidade.
A CVD consiste na decomposição de um gás contendo carbono a altas temperaturas num substrato metálico, seguida de um processo de arrefecimento que permite que os átomos de carbono formem camadas de grafeno na superfície.
Este método é capaz de produzir películas de grafeno uniformes e de grande área, essenciais para aplicações em eletrónica.
O processo de CVD requer um controlo cuidadoso de parâmetros como o volume de gás, a pressão, a temperatura e a duração do tempo para garantir a qualidade do grafeno produzido.
Avanços recentes na CVD, como a utilização de folhas de cobre e processos roll-to-roll (R2R), permitiram a produção em massa de películas de grafeno com comprimento virtualmente ilimitado e largura limitada, tornando-o adequado para aplicações industriais em grande escala.
3. Sublimação de carboneto de silício (SiC)
A sublimação do SiC é um método de alto custo que envolve o aquecimento do SiC a altas temperaturas para remover o silício e deixar para trás uma camada de grafeno.
4. Esfoliação mecânica
A esfoliação mecânica, demonstrada de forma célebre por Geim e Novoselov, é utilizada principalmente para estudos e investigação fundamentais devido à sua limitada escalabilidade.
Em resumo, a preparação do grafeno envolve uma variedade de métodos, cada um com as suas próprias vantagens e limitações.
A escolha do método depende da aplicação pretendida e da escala de produção necessária.
A CVD destaca-se como o método mais promissor para a produção em grande escala de grafeno de alta qualidade, especialmente para aplicações electrónicas.
Os métodos "top-down" são mais adequados para aplicações que requerem grafeno em pó ou em nanopartículas.
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