L’ossido di grafene (GO) è la forma ossidata del grafene. È un materiale a singolo strato atomico che si forma dall’ossidazione della grafite che è economica e facilmente disponibile. L’ossido di grafene è facile da lavorare poiché è disperdibile in acqua e altri solventi. A causa dell’ossigeno nel suo reticolo, l’ossido di grafene non è conduttivo, ma può essere ridotto a grafene con metodi chimici.

L’ossido di grafene può essere lavorato con metodi basati su soluzioni

Uno dei principali vantaggi dell’ossido di grafene è che è dispersibile in acqua. Questo rende possibile l’uso di processi basati su soluzioni. Il metodo principale per la fabbricazione di film di grafene è la deposizione chimica da vapore (CVD). Tuttavia, questo metodo richiede alte temperature e tempi di deposizione relativamente lunghi che lo rendono costoso. Inoltre limita la deposizione a substrati che possono tollerare alte temperature rendendo difficile la deposizione sopra i polimeri.

I metodi basati sulla soluzione includono spray, spin, e dip coating così come deposizioni Langmuir-Blodgett (LB). Una panoramica di questi metodi può essere scaricata qui sotto.

L’ossido di grafene può essere ridotto a grafene

Un altro vantaggio dell’ossido di grafene è che può essere ridotto a grafene usando metodi chimici, termici o elettrochimici. Il materiale prodotto è chiamato ossido di grafene ridotto (rGO). L’rGO è una delle soluzioni più ovvie da utilizzare quando sono necessarie grandi quantità di grafene per applicazioni industriali come lo stoccaggio di energia. Il processo di riduzione è quindi vitale in quanto ha un grande impatto sulla qualità dell’rGO prodotto.

Ridurre il GO usando la riduzione chimica è molto scalabile ma sfortunatamente, la qualità dell’rGO prodotto è tipicamente scarsa. La riduzione termica del GO richiede temperature di 1000 °C o più che danneggiano la struttura delle piastrine di grafene. Tuttavia, la qualità complessiva dell’rGO prodotto è abbastanza buona. I metodi elettrochimici hanno dimostrato di produrre rGO di altissima qualità, quasi identico al grafene incontaminato. Tuttavia, il metodo soffre ancora di problemi di scalabilità.

Una volta prodotto l’ossido di grafene ridotto, ci sono numerosi modi che possono essere utilizzati per funzionalizzarlo. Questo migliorerà le proprietà del film di rGO per essere usato in varie applicazioni.

Per saperne di più sulla deposizione in soluzione di ossido di grafene, scarica la panoramica qui sotto.