Los métodos de preparación del grafeno se pueden clasificar en dos tipos: "descendente" y "ascendente".
El método "descendente" consiste en la exfoliación del grafito.
El método "ascendente" implica el crecimiento del grafeno a partir de fuentes de carbono gaseoso, principalmente mediante deposición química en fase vapor (CVD).
Explicación de 4 métodos clave
1. Métodos descendentes
El método "descendente" consiste principalmente en la exfoliación mecánica o química del grafito para aislar las capas de grafeno.
Este método se utiliza a menudo para producir polvos y nanopartículas de grafeno.
Estos productos se utilizan ampliamente en aplicaciones como el almacenamiento de energía, los compuestos poliméricos, los revestimientos y la gestión térmica.
El método "de arriba abajo" es ventajoso por su simplicidad y por la capacidad de producir grafeno en forma de polvo, que puede dispersarse fácilmente en diversos medios.
2. Métodos ascendentes
El método "ascendente", en particular el CVD, es la técnica más popular e industrialmente relevante para producir grafeno de alta calidad.
El CVD consiste en la descomposición de un gas que contiene carbono a altas temperaturas sobre un sustrato metálico, seguida de un proceso de enfriamiento que permite a los átomos de carbono formar capas de grafeno en la superficie.
Este método es capaz de producir películas de grafeno uniformes y de gran superficie, esenciales para aplicaciones en electrónica.
El proceso de CVD requiere un control minucioso de parámetros como el volumen de gas, la presión, la temperatura y el tiempo de duración para garantizar la calidad del grafeno producido.
Los últimos avances en CVD, como el uso de láminas de cobre y los procesos de rollo a rollo (R2R), han permitido la producción masiva de películas de grafeno con una longitud prácticamente ilimitada y una anchura limitada, lo que las hace adecuadas para aplicaciones industriales a gran escala.
3. Sublimación del carburo de silicio (SiC)
La sublimación del SiC es un método de alto coste que consiste en calentar el SiC a altas temperaturas para eliminar el silicio y dejar tras de sí una capa de grafeno.
4. Exfoliación mecánica
La exfoliación mecánica, célebremente demostrada por Geim y Novoselov, se utiliza principalmente para estudios fundamentales e investigación debido a su limitada escalabilidad.
En resumen, la preparación del grafeno implica una variedad de métodos, cada uno con sus propias ventajas y limitaciones.
La elección del método depende de la aplicación deseada y de la escala de producción requerida.
El CVD es el método más prometedor para la producción a gran escala de grafeno de alta calidad, sobre todo para aplicaciones electrónicas.
Los métodos "top-down" son más adecuados para aplicaciones que requieren grafeno en polvo o en forma de nanopartículas.
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