El grafeno reacciona al calor sufriendo diversas transformaciones y reacciones, principalmente en su síntesis y modificación de propiedades. El calor es crucial en la producción de grafeno mediante procesos como la pirólisis y la deposición química en fase vapor (CVD), y también afecta a la integridad estructural y las propiedades del grafeno.
Síntesis del grafeno mediante calor
El grafeno se sintetiza normalmente mediante pirólisis, que implica la descomposición de materiales basados en el carbono a altas temperaturas, a menudo superiores a 1.000 ºC. Este proceso requiere sustratos catalizadores metálicos para reducir la temperatura de reacción y facilitar la descomposición de los precursores de carbono en especies de carbono que forman el grafeno. El proceso CVD también implica el calentamiento para descomponer los precursores de carbono en una superficie catalizadora, que luego forman capas de grafeno. El uso de catalizadores ayuda a reducir las barreras energéticas de estas reacciones, haciéndolas más manejables y controlables.Efecto del calor en la estructura y las propiedades del grafeno
El calor desempeña un papel importante en la modificación de la estructura y las propiedades del grafeno. Por ejemplo, el grafito, la materia prima del grafeno, es sensible al oxígeno y puede oxidarse cuando se expone al aire a temperaturas elevadas, a partir de unos 500 °C. Esta oxidación puede provocar la pérdida de la estructura y las propiedades del grafeno. Esta oxidación puede provocar con el tiempo una pérdida de masa y de integridad estructural. En un entorno controlado, el grafeno puede soportar temperaturas extremadamente altas, de hasta 2450°C a bajas presiones, lo que es esencial para su uso en aplicaciones de alta temperatura.El tratamiento térmico también se utiliza para mejorar la calidad del grafeno reorganizando los átomos de carbono en estructuras más ordenadas. Este proceso, conocido como grafitización, consiste en calentar los materiales de carbono a temperaturas muy elevadas (hasta 3.000 °C) en una atmósfera inerte. Este tratamiento ayuda a alinear las capas de grafeno y a reducir los defectos, lo que mejora propiedades como la conductividad eléctrica y la resistencia mecánica.
Retos y consideraciones al calentar grafeno
