Nanocompósitos de grafeno flexíveis com condutividades térmicas e elétricas altamente anisotrópicas simultâneas preparados por grafeno projetado com morfologia plana

A obtenção de nanocompósitos com condutividades térmicas e elétricas altamente anisotrópicas simultâneas utilizando materiais de carbono continua sendo um desafio, uma vez que os materiais de carbono tendem a formar redes aleatórias em nanocompósitos. Neste trabalho, nanocompósitos de grafeno@naphthalenesulfonato (NS)/poli(vinil álcool) (GN/PVA) altamente anisotrópicos e flexíveis foram fabricados utilizando um método de raspagem camada por camada com grafeno plano como o preenchimento funcional inicial. O NS atuou como uma ponte de ligação para conectar o grafeno (interação π–π) e o PVA (ligação de hidrogênio). Os resultados mostraram grafeno bem disperso nos nanocompósitos, mantendo a morfologia plana com orientação em plano uniforme. Os nanocompósitos fabricados exibiram condutividades térmicas e elétricas altamente anisotrópicas. As condutividades térmicas em plano e fora do plano do nanocompósito preparado com 10,0% em peso de grafeno alcançaram 13,8 e 0,6 W m –1 K –1, e as condutividades elétricas em plano e fora do plano foram de 10 –1 e 10 –10 S cm –1, respectivamente. Isso indicou condutividades térmicas e elétricas altamente anisotrópicas. Além disso, os nanocompósitos mostraram elevada flexibilidade e resistência à tração, passando de 42,0 MPa para PVA puro para 110,0 MPa para GN-5,0% em peso/PVA. Em suma, a estratégia proposta é eficaz para a preparação de nanocompósitos com alta flexibilidade, além de condutividades térmicas e elétricas anisotrópicas superiores.