A qualidade do grafeno produzido ao redor do mundo.
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| Materyal Türü: | Online |
| Baskı/Yayın Bilgisi: |
2019
|
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2024-10-01T19:00:48Z |
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Grafeno Espectroscopia Nanomateriais Nanotecnologia |
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Grafeno Espectroscopia Nanomateriais Nanotecnologia Andressa Thais Seefeldt Alan Pereira Kauling Diego dos Santos Pisoni Ricardo Bentini Ricardo Vinicius Bof de Oliveira Antonio Helio de Castro Neto Roshini C. Pradeep Konstantin S. Novoselov A qualidade do grafeno produzido ao redor do mundo. |
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O grafeno é um dos nanomateriais mais promissores para industria tecnológica. Porem o desenvolvimento das pesquisas e a utilização em grande escala desse material depende da qualidade com que ele é disponibilizado no mercado. |
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Por meio de técnicas de caracterização foi possível identificar com precisão as amostras de grafeno com péssima qualidade entre as amostras avaliadas. Boa parte dos “pós-pretos” vendidos por altos valores como sendo grafeno com são na verdade apenas grafite. Isso é alarmante, visto que um grafeno de má qualidade pode comprometer a reputação do setor e impactar negativamente o desenvolvimento de tecnologias com o grafeno.
A qualidade do grafeno extraído pode comprometer suas possíveis aplicações em diversos setores da indústria. Por exemplo, o melhor desempenho em aplicações de materiais compostos seria alcançado com flocos grandes de grafeno que tenham a espessura de duas a três monocamadas. No caso de eletrodos para aplicações neurológicas, por sua vez, o ideal é utilizar flocos de grafeno monocamada. Sem que se saiba as características do grafeno empregado, seu uso pode não obter os resultados desejados.
Portanto, cada tipo de aplicação exige o ajuste fino das propriedades do material de grafeno em termos de sua espessura e tamanho e funcionalidade. Por esse motivo, a rotulagem e a caracterização (certificação) do grafeno comercializado são necessárias para que o usuário do produto possa escolher adequadamente o material que deseja utilizar..
O estudo concluiu que a qualidade do grafeno encontrada hoje no mercado não atende a necessidade da maioria de suas aplicações. É necessário, portanto, que haja padrões rigorosos para a caracterização/certificação do grafeno produzido, levando em consideração suas propriedades físicas requeridas para sua aplicação específica. Esse é o caminho para se criar um mercado mundial saudável e confiável de grafeno. O grafeno foi o primeiro nanomaterial bidimensional (2d) a ser isolado em laboratório. Segundo a Organização Internacional para Padronização (ISO) o grafeno é um material constituído de uma camada única monocristalina de átomos de carbono organizados em uma estrutura hexagonal (Figura 1). Em uma linguagem mais simples podemos dizer que o grafeno é uma folha de carbono plana, altamente fina e resistente. Em um tubo de destilação de uma refinaria, o produtos mais leves, como hidrocarbonetos, nafta, gasolina e querosene, flutuam para o topo da coluna de destilação, enquanto que os mais pesados, como gasóleo pesado e alcatrão descem para o fundo do tubo. No reator químico do LPE acontece algo bem parecido. Os produtos mais pesados, como o grafite (que tem um numero gigantesco de camadas moleculares), tendem a ficar no do fundo do reator, enquanto o grafeno (1 camada molecular) tende a flutuar para o topo do reator. É possível repetir esse processo várias vezes até adquirir maiores concentrações de substâncias com a monocamada, ou seja, de grafeno, o que, contudo pode aumentar a produção de gases e a necessidade de tratar esses resíduos, tornando o processo mais caro. Imagem Imagem Imagem Para avaliar a qualidade do grafeno produzido ao redor do mundo, analisou-se diversas amostras. As amostras de grafeno analisadas foram provenientes de 60 empresas produtoras existentes nas Américas, Ásia e Europa. O processo de análise das amostras foi realizado basicamente em três etapas, a saber: Etapa 1: Identificação da natureza de cada amostra, usando instrumentos de espectroscopia Raman ( materiais obtidos por processo de oxidação GO e rGO foram descartados da análise). Etapa 2: Preparo das amostras: foi feita a diluição de cada uma das amostras de grafeno em meio líquido. A solução com grafeno obtida foi espalhada sobre uma superfície de óxido de silício (com 300 nm de espessura) e colocada p ara secar. Etapa 3: Avaliação final das amostras, por meio das seguintes técnicas de caracterização: (i) análise elementar (verificar a proporção dos elementos Carbono, Nitrogênio e Hidrogênio em cada amostra); (ii) microscopia ótica, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV); e (iii) espectroscopia fotoeletrônica por Raios X, espectroscopia Raman e microscopia de força atômica (MFA) |
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2019 |
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A qualidade do grafeno extraído pode comprometer suas possíveis aplicações em diversos setores da indústria. Por exemplo, o melhor desempenho em aplicações de materiais compostos seria alcançado com flocos grandes de grafeno que tenham a espessura de duas a três monocamadas. No caso de eletrodos para aplicações neurológicas, por sua vez, o ideal é utilizar flocos de grafeno monocamada. Sem que se saiba as características do grafeno empregado, seu uso pode não obter os resultados desejados. Portanto, cada tipo de aplicação exige o ajuste fino das propriedades do material de grafeno em termos de sua espessura e tamanho e funcionalidade. Por esse motivo, a rotulagem e a caracterização (certificação) do grafeno comercializado são necessárias para que o usuário do produto possa escolher adequadamente o material que deseja utilizar.. O estudo concluiu que a qualidade do grafeno encontrada hoje no mercado não atende a necessidade da maioria de suas aplicações. É necessário, portanto, que haja padrões rigorosos para a caracterização/certificação do grafeno produzido, levando em consideração suas propriedades físicas requeridas para sua aplicação específica. Esse é o caminho para se criar um mercado mundial saudável e confiável de grafeno. O grafeno foi o primeiro nanomaterial bidimensional (2d) a ser isolado em laboratório. Segundo a Organização Internacional para Padronização (ISO) o grafeno é um material constituído de uma camada única monocristalina de átomos de carbono organizados em uma estrutura hexagonal (Figura 1). Em uma linguagem mais simples podemos dizer que o grafeno é uma folha de carbono plana, altamente fina e resistente. Em um tubo de destilação de uma refinaria, o produtos mais leves, como hidrocarbonetos, nafta, gasolina e querosene, flutuam para o topo da coluna de destilação, enquanto que os mais pesados, como gasóleo pesado e alcatrão descem para o fundo do tubo. No reator químico do LPE acontece algo bem parecido. Os produtos mais pesados, como o grafite (que tem um numero gigantesco de camadas moleculares), tendem a ficar no do fundo do reator, enquanto o grafeno (1 camada molecular) tende a flutuar para o topo do reator. É possível repetir esse processo várias vezes até adquirir maiores concentrações de substâncias com a monocamada, ou seja, de grafeno, o que, contudo pode aumentar a produção de gases e a necessidade de tratar esses resíduos, tornando o processo mais caro. Imagem Imagem Imagem Para avaliar a qualidade do grafeno produzido ao redor do mundo, analisou-se diversas amostras. As amostras de grafeno analisadas foram provenientes de 60 empresas produtoras existentes nas Américas, Ásia e Europa. O processo de análise das amostras foi realizado basicamente em três etapas, a saber: Etapa 1: Identificação da natureza de cada amostra, usando instrumentos de espectroscopia Raman ( materiais obtidos por processo de oxidação GO e rGO foram descartados da análise). Etapa 2: Preparo das amostras: foi feita a diluição de cada uma das amostras de grafeno em meio líquido. A solução com grafeno obtida foi espalhada sobre uma superfície de óxido de silício (com 300 nm de espessura) e colocada p ara secar. Etapa 3: Avaliação final das amostras, por meio das seguintes técnicas de caracterização: (i) análise elementar (verificar a proporção dos elementos Carbono, Nitrogênio e Hidrogênio em cada amostra); (ii) microscopia ótica, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV); e (iii) espectroscopia fotoeletrônica por Raios X, espectroscopia Raman e microscopia de força atômica (MFA) The Worldwide Graphene Flake Production O grafeno é um dos nanomateriais mais promissores para industria tecnológica. Porem o desenvolvimento das pesquisas e a utilização em grande escala desse material depende da qualidade com que ele é disponibilizado no mercado. 2019-12-04 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201803784 Engenharias Para avaliar a qualidade do grafeno produzido ao redor do mundo, analisou-se diversas amostras. As amostras de grafeno analisadas foram provenientes de 60 empresas produtoras existentes nas Américas, Ásia e Europa. O processo de análise das amostras foi realizado basicamente em três etapas, a saber: Etapa 1: Identificação da natureza de cada amostra, usando instrumentos de espectroscopia Raman ( materiais obtidos por processo de oxidação GO e rGO foram descartados da análise). Etapa 2: Preparo das amostras: foi feita a diluição de cada uma das amostras de grafeno em meio líquido. A solução com grafeno obtida foi espalhada sobre uma superfície de óxido de silício (com 300 nm de espessura) e colocada p ara secar. Etapa 3: Avaliação final das amostras, por meio das seguintes técnicas de caracterização: (i) análise elementar (verificar a proporção dos elementos Carbono, Nitrogênio e Hidrogênio em cada amostra); (ii) microscopia ótica, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV); e (iii) espectroscopia fotoeletrônica por Raios X, espectroscopia Raman e microscopia de força atômica (MFA) https://repositorio.canalciencia.ibict.br/api/items/26289 https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/d156bc838adc5b9e496778113a2cd499b951bb41.png https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/0e932092ea279df737883d10f8d428253fa30536.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/bd31756fae320fe3973024a52fa2a1a53a449dc7.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/e0c9a359c43114d951fc3db0b7e34a7d82922664.jpg |