El grafeno puede prepararse mediante varios métodos, cada uno con sus ventajas y limitaciones.
Los principales métodos son la exfoliación mecánica, la deposición química de vapor (CVD), la exfoliación en fase líquida y la sublimación controlada de SiC.
Entre ellos, el CVD destaca especialmente por su capacidad para producir grafeno de alta calidad apto para aplicaciones avanzadas como la electrónica y los sensores.
¿Cuáles son los 4 métodos para preparar grafeno?
1. Exfoliación mecánica
Este método consiste en desprender físicamente capas de grafeno del grafito a granel utilizando técnicas como la cinta adhesiva.
Aunque es un método sencillo que puede producir grafeno de alta calidad, no es escalable para la producción industrial debido a su bajo rendimiento y a su incapacidad para producir grafeno de gran superficie.
2. Deposición química en fase vapor (CVD)
El CVD es un método muy utilizado para producir películas de grafeno de alta calidad.
Consiste en la deposición de átomos de carbono sobre un sustrato, como níquel o cobre, a altas temperaturas.
La fuente de carbono suele ser un gas hidrocarburo.
El CVD es ventajoso porque puede producir grafeno de gran superficie, uniforme y de alta calidad con pocos defectos.
Este método es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren un alto rendimiento, como la electrónica y los sensores.
3. Exfoliación en fase líquida
Esta técnica consiste en dispersar grafeno en un disolvente y aplicar energía (como sonicación o altas fuerzas de cizallamiento) para separar las capas de grafeno.
La elección del disolvente y la adición de tensioactivos pueden afectar a la calidad y el rendimiento del grafeno producido.
Aunque este método puede ser relativamente sencillo y rentable, el rendimiento del grafeno suele ser bajo, y a menudo es necesario un postprocesado como la centrifugación para aislar los copos de grafeno deseados.
4. Sublimación controlada de SiC
Este método consiste en la descomposición térmica del carburo de silicio (SiC) en un vacío ultraalto para producir grafeno epitaxial.
El proceso es complejo y caro, ya que requiere cantidades significativas de SiC y equipos especializados.
Aunque puede producir grafeno de alta calidad, la escalabilidad y el coste lo hacen menos favorable para aplicaciones a gran escala.
En resumen, la elección del método de preparación del grafeno depende de la aplicación deseada y de la escala de producción.
El CVD destaca como método prometedor para producir grafeno de alta calidad y gran superficie, sobre todo para aplicaciones electrónicas y de sensores.
Otros métodos, como la exfoliación mecánica y la exfoliación en fase líquida, son más adecuados para la producción a escala de laboratorio o para aplicaciones específicas en las que se necesitan polvos o nanopartículas de grafeno.
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