Produção e caracterização de filmes finos transparentes e condutores de óxido de grafeno reduzido

Abstract

RESUMODispersões de óxido de grafeno (GO) e de óxido de grafeno reduzido (rGO) foram produzidas, respectivamente, por via química através do método de Hummers modificado e por redução do GO com adição de polímero PSS (poli (4-estirenosulfonato de sódio)) e ácido ascórbico. Amostras de GO e rGO/PSS foram caracterizadas pelas seguintes técnicas: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Raman e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). A partir das dispersões foram depositados filmes finos em substratos de vidro pelos seguintes métodos: spray, dip coating e spin coating. Os filmes produzidos foram, em seguida, tratados termicamente para melhoria da aderência nos substratos e, especificamente para os filmes de GO, para redução, de modo a formar o óxido de grafeno reduzido termicamente (trGO). Os filmes foram caracterizados quanto a espessura, morfologia, transmitância e resistência de folha. Por meio das caracterizações realizadas a partir das dispersões foi possível observar folhas de grafeno pela microscopia óptica, indicando o sucesso do método de produção empregado; por meio do XPS, determinou-se a composição das amostras de GO e rGO e confirmou-se que a redução com ácido ascórbico foi efetiva; as transmitâncias obtidas mostraram-se dentro da faixa indicada para aplicação e as resistividades de algumas amostras, alcançaram valores próximos a de materiais tradicionalmente aplicados como filmes transparentes e condutores. Palavras-chave: óxido de grafeno reduzido; filmes transparentes e condutores; métodos de deposição. ABSTRACTDispersions of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO) were respectively chemically produced by the modified Hummers method and by reducing GO with the addition of PSS polymer (poly (4-styrenesulfonate sodium)) and ascorbic acid. Samples of GO and rGO/PSS were characterized by the following techniques: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). From the dispersions thin films were deposited on glass substrates by the following methods: spray, dip coating and spin coating. The films produced were then thermally treated to improve adhesion on substrates and, specifically for GO films, for reduction, so as to form thermally reduced graphene oxide (trGO). The films were characterized as thickness, morphology, transmittance and sheet resistance. By means of the characterizations made from the dispersions it was possible to observe graphene sheets by optical microscopy, indicating the success of the production method employed; by means of the XPS, the composition of the samples of GO and rGO was determined and confirmed that the reduction with ascorbic acid was effective; the obtained transmittances were within the range indicated for application and

Wall Latex Paint with Graphene Oxide Incorporation

“…The surface characterization of GO was observed by SEM analysis (Figure 1c), and a characteristic morphology of this material can be noted. Numerous authors have reported similar results [30][31][32]. However, when observing the morphology of the coatings by SEM, their porous characteristics were noticed (Figure 2), which is characteristic of latex paints [33,34].…”

Propriedades e uso de tecnologias de grafeno em painéis solares visando ao aprimoramento de seu desempenho

“…No que se refere às células fotovoltaicas orgânicas -OPV, Genelhu (2019) estudou as aplicações de dispositivos à base de grafeno como eletrodos transparentes, receptores de elétrons, transportadores de camadas e em multijunção. Como eletrodo transparente, os nanocompósitos derivados do grafeno apresentam grande potencial substituição dos filmes de solução sólida de óxido de estanho e índio -ITO, que geralmente são utilizados nas placas solares e que, devido a intensa utilização nas indústrias de smartphones, televisores baseados em LED e outros dispositivos eletro-eletrônicos, implicou num aumento de cerca de 900% no preço do elemento Índio, num intervalo de menos de 7 anos (Lima, 2019). Além disso, os filmes de ITO são rígidos e não permitem aplicação em superfícies flexíveis, característica das células orgânicas.…”

Influence of different oxidation mechanisms on the exfoliation of intercalated graphite bisulfate using two types of graphite

“…Materials known as Graphite Intercalation Compound (GIC) have been extensively researched in the past century as compounds that result from the insertion of ions, molecules, or atoms between the layers of the graphite, changing its crystalline structure and properties [1][2][3][4][5]. However, studies on graphite, GIC and the intercalation and oxidation processes has intensified even more in the last 20 years, a fact especially related to the graphite's use as an abundant, cheap, and relatively well-known source for obtaining graphene and derivatives, as well in the search for industrial applications of these materials [6][7][8][9][10][11][12].…”

“…From Novoselov's [18] research, the intercalation of the graphite becomes more important as one of the sources for the synthetization of graphene, especially by methods using liquid chemical and electrochemical exfoliation of graphite [11,12,20,[23][24][25][26]. Since GIC can be used as a synthetization source for graphene and graphene oxide in liquid medium [9,10,[24][25][26][27][28], the process is almost thoroughly known. Among others, GIC are useful for obtaining supercapacitors and superconductors [29][30][31][32][33][34][35][36].…”