Fibras de óxido de grafeno químicamente reducido

Abstract

Se desarrollaron dos metodologías de síntesis para la obtención de hilos de óxido de grafeno químicamente reducido. La investigación consta de 5 etapas: (1) Síntesis de óxido de grafeno por el método de Hummers modificado reportado por Jingjing jia y el método reportado por Zhen Xu, (2) Caracterización del óxido de grafeno obtenido de cada ruta por las técnicas de espectroscopia infrarrojo, UV-VIS, espectroscopia Raman y DRX, (3) Hilado del óxido de grafeno por el método wet-spinning en un baño de coagulación con CaCl2, (4) Reducción química del hilo de óxido de grafeno y (5) Caracterización de los hilos de óxido de grafeno químicamente reducido (HrGO) por las técnicas de espectroscopia Raman, SEM, medidas de resistencia mecánica y conductividad eléctrica. Para el proceso de hilado se evaluaron condiciones de concentración del óxido de grafeno, baños de coagulación de CaCl2 y KOH, y tres variaciones al método convencional de wet-spinning. A partir de los resultados obtenidos por las técnicas de caracterización, se logró contrastar las dos metodologías realizadas para la síntesis de los hilos. Se encontró que el método de Hummers reportado por Zhen Xu arroja mejores resultados, pues los HrGO obtenidos poseen menores defectos estructurales y mayor uniformidad. Por lo tanto, para este método se realizó un diseño experimental para evaluar las condiciones de temperatura y tiempo de oxidación, cantidad y adición del oxidante y relación molar de precursores del óxido de grafeno, analizando su efecto sobre las características eléctricas del hilo. El valor de la conductividad eléctrica de los hilos obtenidos se encuentra alrededor de 10 órdenes de magnitud por encima del Silicio y el Germanio, y un módulo de Young dentro del rango reportado en la literatura.