O método de esfoliação química para a síntese de grafeno éesfoliação em fase líquida. Este método envolve a utilização de energia para esfoliar grafite a granel num solvente com uma tensão superficial adequada para estabilizar o grafeno resultante. O solvente é normalmente não aquoso, como a n-metil-2-pirrolidona (NMP), ou pode ser aquoso com a adição de um tensioativo. A energia para a esfoliação é inicialmente fornecida por sonicação ultrassónica, mas estão a ser cada vez mais utilizadas forças de corte elevadas. O rendimento deste processo é tipicamente baixo, cerca de alguns por cento, sendo necessária a utilização de centrifugação para obter uma fração significativa de flocos de grafeno de monocamada e de poucas camadas na suspensão final.
Explicação:
- Seleção do solvente: A escolha do solvente é crucial, uma vez que este deve ter a tensão superficial correcta para estabilizar os flocos de grafeno. Os solventes não aquosos, como o NMP, são normalmente utilizados, mas as soluções aquosas também podem ser eficazes se for adicionado um tensioativo para evitar a agregação.
- Consumo de energia: Inicialmente, a sonicação por corneta ultra-sónica foi o principal método utilizado para fornecer a energia necessária para a esfoliação. Este método envolve a exposição da mistura grafite-solvente a ondas sonoras de alta frequência, que criam bolhas de cavitação que colapsam e geram alta energia localizada, esfoliando assim a grafite em grafeno. No entanto, as forças de corte elevadas, como as geradas em misturas de alta velocidade ou dispositivos microfluídicos, estão a tornar-se mais populares devido ao seu potencial para uma esfoliação mais controlada e eficiente.
- Aumento do rendimento: Devido ao baixo rendimento do processo de esfoliação, a centrifugação é empregue para separar os flocos de grafeno monocamada e de poucas camadas desejados do material a granel e dos flocos maiores de várias camadas. Este passo é fundamental para obter uma suspensão com uma elevada concentração dos flocos de grafeno pretendidos.
Correção e revisão:
A informação fornecida é exacta e está de acordo com os processos típicos envolvidos na esfoliação de grafeno em fase líquida. O método descrito está bem estabelecido e é particularmente útil para produzir grafeno de forma escalável, embora a qualidade eléctrica do grafeno produzido possa não ser tão elevada como a obtida por outros métodos, como a deposição química de vapor (CVD). A descrição do processo, incluindo a utilização de diferentes solventes e consumos de energia, é coerente com os actuais conhecimentos científicos e práticas neste domínio.
