I. Giới thiệu về tấm nanographene
Tấm nanographene được biết đến như một vật liệu hai chiều với cấu trúc lục giác, được hình thành từ nguyên tử cacbon. Với chiều dày chỉ bằng một nguyên tử, nanographene sở hữu những tính chất vượt trội như độ dẫn điện cao, độ bền cơ học và khả năng dẫn nhiệt tốt. Những đặc tính này đã mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như điện tử, quang điện tử và năng lượng. Theo nghiên cứu, tính chất điện của nanographene có thể đạt tới 180 S/m, cao hơn nhiều so với graphene-oxit. Điều này cho thấy, việc tổng hợp nanographene bằng phương pháp lò vi sóng không chỉ đơn giản mà còn có thể sản xuất hàng loạt mà không gây ô nhiễm môi trường.
II. Phương pháp tổng hợp nanographene bằng phương pháp lò vi sóng
Phương pháp tổng hợp tấm nanographene sử dụng lò vi sóng đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả và tiết kiệm. Quy trình bắt đầu với việc sử dụng hợp chất xen kẽ K-THF-graphite, được tổng hợp qua quá trình solvothermal. Sau đó, quá trình bóc tách diễn ra nhờ sự hỗ trợ của sóng vi ba và sóng siêu âm, tạo ra nanographene với kích thước chiều dày khoảng 2 nm và chiều dài từ 3-7 µm. Phương pháp này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn cho phép sản xuất nanographene với hàm lượng oxy thấp, điều này rất quan trọng trong việc duy trì các tính chất điện của vật liệu.
III. Đặc tính và ứng dụng của nanographene
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nanographene tổng hợp từ phương pháp lò vi sóng có những đặc tính vượt trội. Các phép đo bằng Raman và HR-TEM cho thấy kích thước vùng liên kết sp2 của nanographene đạt khoảng 10-15 nm, cho thấy khả năng dẫn điện và tính chất quang học tốt. Sự hiện diện của các đỉnh tương tự như graphite trong phổ XPS và FTIR cho thấy rằng nanographene có tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như cảm biến sinh học, điện cực trong suốt và pin mặt trời. Điều này chứng tỏ rằng, nanographene không chỉ là một vật liệu nghiên cứu mà còn có thể ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
IV. Đánh giá và triển vọng nghiên cứu nanographene
Nghiên cứu về tấm nanographene bằng phương pháp lò vi sóng mở ra hướng đi mới trong việc sản xuất vật liệu nano chất lượng cao. Việc tổng hợp nanographene với quy trình đơn giản và chi phí thấp không chỉ giúp tăng cường khả năng ứng dụng trong thực tiễn mà còn giảm thiểu tác động môi trường. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp, cũng như khám phá thêm các ứng dụng mới của nanographene trong công nghệ tiên tiến. Việc phát triển các sản phẩm từ nanographene có thể mang lại lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể.
