Fluorinated graphene oxide, nanocrystalline diamond multilayer thin films for optical and electromagnetic limiting applications

Khan, Adam; Schirmann, Ernest; Kovi, Kiran Kumar

doi:10.1007/s42247-021-00217-2

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“…More complex systems-fluorinated GO/ND thin films have been proposed for electromagnetic restraining applications [124]. In addition, these nanomaterials revealed promising optical properties for various optoelectronic applications.…”

Section: Nanoelectronic and Spintronic Platformsmentioning

confidence: 99%

Mixed sp2–sp3 Nanocarbon Materials: A Status Quo Review

Vejpravová

2021

Nanomaterials

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Carbon nanomaterials with a different character of the chemical bond—graphene (sp2) and nanodiamond (sp3)—are the building bricks for a new class of all-carbon hybrid nanomaterials, where the two different carbon networks with sp3 and sp2 hybridization coexist, interacting and even transforming into one another. The extraordinary physiochemical properties defined by the unique electronic band structure of the two border nanoallotropes ensure the immense application potential and versatility of these all-carbon nanomaterials. The review summarizes the status quo of sp2 – sp3 nanomaterials, including graphene/graphene-oxide—nanodiamond composites and hybrids, graphene/graphene-oxide—diamond heterojunctions, and other sp2–sp3 nanocarbon hybrids for sensing, electronic, and other emergent applications. Novel sp2–sp3 transitional nanocarbon phases and architectures are also discussed. Furthermore, the two-way sp2 (graphene) to sp3 (diamond surface and nanodiamond) transformations at the nanoscale, essential for innovative fabrication, and stability and chemical reactivity assessment are discussed based on extensive theoretical, computational and experimental studies.

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Section: Nanoelectronic and Spintronic Platformsmentioning

confidence: 99%

Mixed sp2–sp3 Nanocarbon Materials: A Status Quo Review

Vejpravová

2021

Nanomaterials

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“…More complex systems -fluorinated graphene oxide, nanocrystalline diamond multilayer thin films have been proposed for optical and electromagnetic limiting applications [101].…”

Section: Nanoelectronic and Spintronic Platformsmentioning

confidence: 99%

Graphene – Diamond Nanomaterials: A Status Quo Review

Vejpravová¹

2021

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Carbon nanomaterials with a different character of the chemical bond – graphene (sp2) and nanodiamond (sp3) are the building bricks for a new class of all-carbon hybrid nanomaterials, where the two different carbon networks with the sp3 and sp2 hybridization coexist, interact and even transform into one another. The unique electronic, mechanical, and chemical properties of the two border nanoallotropes of carbon ensure the immense application potential and versatility of these all-carbon graphene – diamond nanomaterials. The review gives an overview of the current state of the art of graphene – diamond nanomaterials, including their composites, heterojunctions, and other hybrids for sensing, electronic, energy storage, and other applications. Also, the graphene-to-diamond and diamond-to-graphene transformations at the nanoscale, essential for innovative fabrication, and stability and chemical reactivity assessment are discussed based on extensive theoretical, computational, and experimental studies.

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“…88 Adicionalmente, destaca-se o aumento da hidrofobicidade, alta condutividade térmica, aumento da estabilidade térmica, energia na faixa de micro-ondas, entre outras. 88,89 A inserção de átomos de flúor na estrutura basal do GO altera fortemente suas propriedades eletrônicas exemplo da transferência rápida de heterogenia de elétrons rápida e abertura de band gap. 17,87 Tais alterações proporcionaram ao FG a capacidade de produção de transistores mais eficientes que os produzidos utilizando GO ou silício 90 , melhora as…”

Section: Funcionalização Covalente Do óXido De Grafeno Para a Síntese...unclassified

“…17 plasma. 88,89,[96][97][98] Por outro lado, Xing et al 18 mostraram em seu trabalho um procedimento de síntese para a funcionalização covalente do GO com átomos de flúor a partir da reação de Hunsdiecker em meio aquoso, em atmosfera de nitrogênio e a temperaturas relativamente brandas (90 °C). 18 Este procedimento de síntese de síntese proposto por Xing et al 18 Este procedimento de síntese de síntese proposto por Xing et al surge como uma nova de promissora alternativa de funcionalização covalente do GO com átomos de flúor, através de uma abordagem sintética mais limpa.…”

Section: Funcionalização Covalente Do óXido De Grafeno Para a Síntese...unclassified

Expandindo as funcionalidades dos nanomateriais da família do grafeno

Lucas de Sousa Maia

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O presente trabalho possui como principal diretriz o desenvolvimento de um estudo sistemático, robusto e aprofundado dos nanomateriais 2D da família do grafeno (óxido de grafeno-GO, GO funcionalizado com ácido cloroacético -GO-COOH, fluorografeno sintetizado a partir do GO-COOH -FG1, e o fluorografeno sintetizado diretamente do GO -FG2. O GO foi sintetizado pelo método de Hummers modificado, sendo posteriormente funcionalizado covalentemente com ácido cloroacético obtendo o GO-COOH. O GO-COOH foi fluoro-funcionalizado através da reação de Hunsdiecker para a obtenção do fluorografeno (FG1). Considerando práticas mais ecológica e economicamente amigáveis, uma nova rota sintética foi proposta para fluoro-funcionalização através da reação de Hunsdiecker a partir do GO (FG2), eliminando-se assim uma etapa no procedimento. Visando confirmar a síntese destes nanomateriais e identificar as alterações físico-químicas sofridas, os mesmos foram investigados através das técnicas de FTIR, Raman, DRX, TGA, UV-Vis, MEV, TEM, AFM e RMN do estado sólido de 13 C e 19 F. As nanobiointerações destes nanomateriais foram mensuradas através de estudos da sua exposição a proteínas do plasma humano (avaliação da formação da protein corona) e hemácias (ensaios hemolíticos), sendo este último, utilizado para estimar a toxicidade e biocompatibilidade. Observou-se que o processo de liofilização do GO O GO liofilizado (GO-LP) diminuiu a concentração dos grupos de oxigênio em sua superfície e produziu uma macroestrutura 3D porosa no estado sólido. Por outro lado, a secagem à vácuo do GO a temperatura ambiente (GO-VD) produziu um nanomaterial com uma macroestrutura no estado sólido similar a um filme com maior grau de grupos funcionais oxigenados do que o GO-LP. O GO-VD apresentou propriedades físico-químicas similares ao GO-Disp e o GO-LP propriedades mais distintas, tais como, grau de oxigenação e cor. Além disso, o GO-LP adsorveu uma menor quantidade de proteínas e apresentou um menor efeito hemolítico (menor nanotoxicidade) quando comparado ao GO-VD e GO-Disp. Tais resultados impactam diretamente nas aplicações biomédicas destes nanomateriais de forma segura. Além disso, o novo procedimento para fluoro-funcionalização através da reação de Hunsdiecker a partir do GO (FG2), eliminando assim uma etapa no procedimento, se mostrou eficiente. Tal funcionalização alterou as propriedades físico-químicas dos nanomateriais obtidos em relação ao GO de origem, sugerindo o sucesso na sua fluorofuncionalização. O presente projeto está sendo desenvolvido utilizando conceitos da Química de Materiais, Nanotecnologia e Nanotoxicologia.

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Fluorinated graphene oxide, nanocrystalline diamond multilayer thin films for optical and electromagnetic limiting applications

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