Los investigadores han encontrado una forma simple de dispersar el grafeno en el agua, allanando el camino para tintas o pinturas a base de grafeno.

El grafeno puede ser versátil, pero hay una cosa en la que no es tan bueno: dispersarse en agua. Ahora, los investigadores de la Universidad de Umeå han encontrado una forma relativamente simple de hacerlo. El óxido de grafeno es una forma diferente del material que puede lograr una dispersión estable del agua, que luego puede usarse como un tipo de pintura de grafeno.

El grafeno es esencialmente una lámina bidimensional de átomos de carbono, dispuestos en un patrón hexagonal. Este material aparentemente simple tiene una gama de propiedades útiles: es increíblemente liviano, delgado y flexible, pero aún fuerte. También es un excelente conductor de electricidad y calor, por lo que está apareciendo en todo, desde la electrónica hasta los filtros de agua y la ropa .

Idealmente, una forma útil de llevar el grafeno a las configuraciones correctas podría consistir en dispersarlo en agua. Esta solución podría pintarse o rociarse sobre una superficie para hacer, por ejemplo, electrodos supercondensadores o recubrimientos conductores.

El problema es que el grafeno y formas similares de carbono, como el grafito y los nanotubos de carbono, son hidrófobos, lo que significa que repelen el agua. Pueden dispersarse utilizando solventes orgánicos fuertes o tratamientos mecánicos, pero el primero es tóxico y el segundo puede introducir defectos.

Las dispersiones de grafeno del equipo, en almacenamiento (fila inferior) y después de ser pintadas sobre papel de aluminio.

Ahora, el equipo de Umeå ha encontrado una forma sorprendentemente simple de hacer dispersiones de grafeno. El secreto es usar grafeno oxidado, que es hidrófilo. Al combinar el óxido de grafeno con partículas de otros carbonos hidrofóbicos, como el grafeno, el grafeno activado, los carbonos porosos y activados, lograron hacer dispersiones de grafeno estables. Después de unos días, ningún material se había asentado en el fondo.

En una prueba, el equipo agregó nanotubos de carbono y trató de hacer electrodos supercondensadores de la mezcla. Aplicaron la dispersión a una lámina metálica, luego la secaron y la calentaron a 200 ° C (392 ° F).

«Al final, lo que obtenemos es una película delgada de material de electrodo conductor con un área de superficie bastante alta, buena conductividad y excelente rendimiento en el almacenamiento de electricidad en supercondensadores», dice Alexandr Talyzin, autor correspondiente del estudio. «Las partículas de tamaño micrométrico (por ejemplo) de grafeno activado proporcionan el área de superficie alta, mientras que los nanotubos y el óxido de grafeno reducido térmicamente proporcionan un buen contacto eléctrico entre las partículas».

Los investigadores dicen que este nuevo método podría ampliarse fácilmente para la producción industrial. Han solicitado una patente para la técnica.

La investigación fue publicada en el Journal of Physical Chemistry Letters.