Dispersões de Grafeno Stabilizadas com Surfactante em Alta Concentração

Um método é apresentado para produzir dispersões de grafeno, estabilizadas em água pelo surfactante colato de sódio, em concentrações de até 0,3 mg/mL. O processo utiliza sonicação de baixa potência por longos períodos (até 400 h), seguida de centrifugação, para gerar dispersões estáveis. A concentração dispersa aumenta com o tempo de sonicação, enquanto as melhores dispersões de qualidade são obtidas para taxas de centrifugação entre 500 e 2000 rpm. Análises detalhadas por TEM mostram que as flocos consistem em 1-10 monocamadas empilhadas, com até 20% dos flocos contendo apenas uma camada. O floco médio consiste em aproximadamente 4 monocamadas empilhadas e tem comprimento e largura de aproximadamente 1 µm e aproximadamente 400 nm, respectivamente. Essas dimensões são surpreendentemente estáveis sob sonicação prolongada. No entanto, o comprimento médio do floco diminui de aproximadamente 1 µm para aproximadamente 500 nm à medida que a taxa de centrifugação é aumentada de 500 para 5000 rpm. A espectroscopia Raman mostra que os corpos dos flocos são relativamente livres de defeitos para taxas de centrifugação abaixo de 2000 rpm. As dispersões podem ser facilmente moldadas em filmes autossustentáveis de alta qualidade. O método amplia o escopo para o processamento em fase líquida escalável de grafeno para uma ampla gama de aplicações.