Новый метод сделает краски из графена

Оксид графена - это другая форма материала, которая может обеспечить стабильную дисперсию в воде, а затем может быть использована в качестве графеновой краски.

Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, расположенный в виде шестиугольника. Этот обманчиво простой материал обладает рядом полезных свойств - он невероятно легкий, тонкий и гибкий, но при этом прочный. Он отличный проводник электричества и тепла, поэтому его можно найти во всем - от электроники до фильтров для воды и одежды.

В идеале, один полезный способ получить графен в правильной конфигурации может включать его диспергирование в воде. Этот раствор затем можно нанести или распылить на поверхность для изготовления, например, электродов суперконденсатора или проводящих покрытий.

Проблема заключается в том, что графен и подобные формы углерода (графит, углеродные нанотрубки) гидрофобные, то есть отталкивают воду. Их можно диспергировать, используя агрессивные органические растворители или механические обработки, но первые токсичны, а вторые грозят дефектами.

Команда ученых из университета Умео (Швеция) нашла удивительно простой способ получения дисперсий графена. Секрет в использовании окисленного графена, который гидрофилен. Комбинируя оксид графена с частицами других гидрофобных углеродов (графен, активированный графен, пористый и активированный уголь), им удалось получить стабильные дисперсии графена. Через несколько дней материал не осел на дне.

В одном тесте команда добавила углеродные нанотрубки и попыталась сделать из смеси суперконденсаторные электроды. Они нанесли дисперсию на металлическую фольгу, затем высушили ее и нагрели до 200 градусов Цельсия.

«В итоге получилась тонкая пленка из проводящего электродного материала с достаточно большой площадью поверхности, хорошей проводимостью и отличными характеристиками при хранении электроэнергии в суперконденсаторах», - сообщиил Александр Талызин, автор исследования. «Большая площадь поверхности обеспечивается частицами микрометрового размера (например) активированного графена, в то время как нанотрубки и термически восстановленный оксид графена обеспечивают хороший электрический контакт между частицами».

По словам исследователей, этот новый метод может быть легко расширен для промышленного производства. Они подали заявку на патент.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Chemistry Letters.