Graphenoxid (GO) er den oxiderede form af grafen. Det er et enkelt-atomært lagdelt materiale, der dannes ved oxidation af grafit, som er billigt og let tilgængeligt. Graphenoxid er let at behandle, da det er dispergerbart i vand og andre opløsningsmidler. På grund af ilten i dets gitter er grafenoxid ikke ledende, men det kan reduceres til grafen ved kemiske metoder.

Grafenoxid kan behandles med opløsningsbaserede metoder

En af de vigtigste fordele ved grafenoxid er, at det er dispergerbart i vand. Dette gør det muligt at anvende opløsningsbaserede processer. Den primære metode til fremstilling af grafenfilm er kemisk dampudfældning (CVD). Denne metode kræver imidlertid høje temperaturer og relativt lange udfældningstider, hvilket gør den dyr. Den begrænser også udfældningen til substrater, der kan tåle høje temperaturer, hvilket gør udfældning oven på polymerer vanskelig.

Løsningsbaserede metoder omfatter spray-, spin- og dipcoating samt Langmuir-Blodgett (LB)-udfældning. En oversigt over disse metoder kan downloades nedenfor.

Graphenoxid kan reduceres til grafen

En anden fordel ved graphenoxid er, at det kan reduceres til grafen ved hjælp af kemiske, termiske eller elektrokemiske metoder. Det fremstillede materiale kaldes reduceret grafenoxid (rGO). rGO er en af de mest oplagte løsninger, der kan anvendes, når der er behov for store mængder grafen til industrielle anvendelser som f.eks. energilagring. Reduktionsprocessen er derfor afgørende, da den har stor betydning for kvaliteten af den producerede rGO.

Reduktion af GO ved hjælp af kemisk reduktion er meget skalerbart, men desværre er kvaliteten af den producerede rGO typisk dårlig. Termisk reduktion af GO kræver temperaturer så høje 1000 °C eller mere, hvilket beskadiger grafenpladernes struktur. Den samlede kvalitet af den producerede rGO er dog ret god. Elektrokemiske metoder har vist sig at kunne producere rGO af meget høj kvalitet, som næsten er identisk med uberørt grafen. Metoden lider dog stadig under problemer med skalerbarheden.

Når reduceret grafenoxid er produceret, er der mange måder, der kan bruges til at funktionalisere det på. Dette vil forbedre egenskaberne af rGO-filmen til brug i forskellige applikationer.

For at læse mere om den opløsningsbaserede udfældning af grafenoxid kan du downloade nedenstående oversigt.