Start Metody produkcji Próbki Właściwości próbek Zastosowania Cennik Kontakt

Co to jest grafen?

Rys. 1. Grafit (2D), węgiel sp2

Grafen jest to pojedyncza warstwa grafitu, którą można otrzymać przez mechaniczne rozłupywanie monokryształków grafitu, np. HOPG (highly oriented pyrolytic graphite), używając taśmy przylepnej lub przez osadzenie warstwy węgla o strukturze heksagonalnej z fazy gazowej, np. metodą CVD (chemical vapor deposition) na różnego rodzaju stałe podłoża. Rozpiętość takiej warstwy może sięgać od kliku mm do kilkudziesięciu cm.

Rys. 2

Grafen płatkowy (Rys. 2) zwykle występuje jako proszek lub zawiesina. Jest to mieszanina grafenowych płaskich objektów w formie płatków, których struktura ma formę stosu składającego się z kilku warstw grafenowych (poniżej 10 warstw) o wielkości od kilku nm do kilkuset μm. Odległości pomiędzy warstwami grafenowymi są bliskie wartości 0,35-0,36 nm. Grafen płatkowy można wyprodukować bezpośrednio z proszku grafitu, np. przez intensywne mielenie, lecz wydajność i jakość takiego produktu jest zwykle bardzo niska.

Rys. 3 (H. He et. al, Chem. Phys. Lett., 1998, 287, 53–56)

GO (Rys. 3) kilkuwarstwowy, płatkowy utleniony grafen płatkowy (tzw. tlenek grafenu) – jest to stos kilku (poniżej 10) warstw utlenionego grafenu. Wiązania chemiczne pomiędzy atomami węgla są w większości typu σ (C-C) i w małej ilości wykazują istnienie elektronów aromatycznych typu π.

Rys. 4. Hybrydyzacja typu sp2: benzen C6H6

Elektrony typu π są charakterystyczne dla wiązań podwójnych C=C oraz układów aromatycznych, jak np. dla benzenu C6H6. Podobnie jest dla grafitu i grafenu. Struktura tlenku grafenu jest wzbogacona w bardzo dużą liczbę grup tlenowych (OH, C-O-C, C=O, COOH i inne). Rozpiętość/rozmiar warstwy tlenku grafenu zawiera się od kilku nm do kilkuset μm, a odległości pomiędzy kilkoma warstwami są powyżej 0.4 nm (zwykle 0,6–0,9 nm). GO w postaci proszku lub płatków jest koloru ciemnobrązowego, cechuje się wysoką hydrofilowością, tworzy trwałe zawiesiny wodne o kolorze żółto-brązowym (w zależności od stężenia) i jest półprzewodnikiem organicznym o przerwie wzbroniowej od 2 do 3 eV zależnie od stopnia utlenienia.

rGO (Rys. 2): kilkuwarstwowy, płatkowy, zredukowany tlenek grafenu jest to stos kilku (poniżej 10) warstw zredukowanego tlenku grafenu niemal w całości pozbawionego grup tlenowych, o rozmiarze od kilku nm do kilkuset μm. Jest koloru grafitowo-czarnego i cechuje się wysoką hydrofobowością o niskiej rezystywności (przerwa wzbroniona jest rzędu meV), a odległości pomiędzy warstwami wynoszą 0,36–0,40 nm. Nie tworzy trwałych zawiesin z wodą. Sfunkcjonalizowany hydrofilowymi grupami, np. aminowymi lub sulfonowymi, może tworzyć trwałe zawiesiny z wodą.

Strona używa mechanizmu ciasteczek (cookie) do zbierania informacji statystycznych oraz przechowywania informacji o wybranym języku.