3 Nisan 2019 Çarşamba

Grafen Oksit Nedir?


Grafen Oksit (GO), grafenin oksitlenmiş şeklidir. Ucuz ve kolayca temin edilebilen grafit oksidasyonu ile oluşturulan tek atomik katmanlı bir malzemedir. Grafen oksit, suda ve diğer çözücülerde dağılabildiğinden işlem kolaydır. Kafesindeki oksijen nedeniyle grafen oksit iletken değildir, ancak kimyasal yöntemlerle grafene indirgenebilir.

Grafen oksidin ana avantajlarından biri, suda dağılabilir olmasıdır. Bu, çözüme dayalı süreçlerin kullanımını mümkün kılar. Grafen filmlerin imalatı için birincil yöntem kimyasal buhar biriktirmedir (CVD). Bununla birlikte, bu yöntem yüksek sıcaklıkları ve nispeten uzun biriktirme sürelerini pahalı kılar. Aynı zamanda biriktirmeyi, polimerlerin üzerine biriktirmeyi zorlaştıran, yüksek sıcaklıkları tolere edebilen substratlarla sınırlandırır.

Solüsyon bazlı yöntemler arasında Langmuir-Blodgett (LB) birikintilerinin yanı sıra sprey, sıkma ve daldırma kaplama bulunur. Bu yöntemlere genel bir bakış aşağıdan indirilebilir.

Grafen oksidin bir başka faydası, kimyasal, termal veya elektrokimyasal yöntemler kullanılarak grafene indirgenebilmesidir. Üretilen malzemeye indirgenmiş grafen oksit (rGO) denir. RGO, enerji depolama gibi endüstriyel uygulamalar için büyük miktarlarda grafene ihtiyaç duyulduğunda kullanılabilecek en belirgin çözümlerden biridir. Dolayısıyla azaltma işlemi, üretilen rGO'nun kalitesi üzerinde büyük bir etkisi olduğu için hayati öneme sahiptir.

Kimyasal indirgeme kullanarak GO'yu azaltmak çok ölçeklenebilir ancak ne yazık ki, üretilen rGO'nun kalitesi genellikle düşüktür. Termal olarak indirgeyen GO, grafen trombositlerin yapısına zarar veren 1000 °C veya daha yüksek sıcaklıklar gerektirir. Bununla birlikte, üretilen rGO’nun genel kalitesi oldukça iyidir. Elektrokimyasal yöntemlerin, neredeyse bozulmamış grafen ile neredeyse aynı yüksek kalitede rGO ürettiği gösterilmiştir. Ancak, yöntem hala ölçeklenebilirlik sorunlarından muzdariptir.

İndirgenmiş grafen oksit üretildikten sonra, onu işlevselleştirmek için kullanılabilecek çok sayıda yol vardır. Bu, çeşitli uygulamalarda kullanılacak olan rGO filminin özelliklerini geliştirecektir.