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Title: Obtención de grafeno monodisperso mediante exfoliación electroquímica y centrifugación en cascada y su uso para la fabricación de películas delgadas
Authors: Narváez Ordóñez, Jimmy Sebastián
Keywords: FÍSICA
ELECTROQUÍMICA
FÍSICA EXPERIMENTAL
Issue Date: 11-Nov-2019
Publisher: Quito, 2019.
Citation: Narváez Ordóñez, J. S. (2019). Obtención de grafeno monodisperso mediante exfoliación electroquímica y centrifugación en cascada y su uso para la fabricación de películas delgadas. 65 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Nowadays, graphene is an important material because of its unique mechanical, electrical and optical properties. However, theoretical studies have shown that electrical conductivity have strong dependence on the thickness of graphene nanosheets. In this context, it is important to develop some strategies in order to confirm the theoretical results, as well as obtaining graphene nanosheets of equal thickness for future electronical aplications. In this study, nanosheets of graphene dispersed in ethanol (polydisperse material) was obtained from electrochemical exfoliation of bulk graphite. In addition, liquid phase cascade centrifugation (LCC) technique was used to achieve a nanosheet size-selection obtaining thickness-selected nanosheets (monodisperse material). Both materials were studied using different microscopic and spectroscopy techniques. Atomic force microscopy together with UV-Vis, FTIR and RAMAN spectroscopies confirmed that electrochemical exfoliation produce graphene nanosheets of diferent sizes with some defects. Importantly, atomic force microscopy confirmed the thickness-selection using the LCC technique. Finally, graphene films were obtained through drop-casting and spray-coating methods. Electrochemical and electrical characterizations of films revealed that charge transport increase when monodisperse material is used.
Description: Actualmente, el grafeno es un material importante debido a sus propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas únicas. Sin embargo, estudios teóricos han demostrado que la conductividad eléctrica en el grafeno tiene una fuerte dependencia del espesor de las nanohojas. En este contexto, es importante desarrollar algunas estrategias tanto para confirmar los resultados teóricos, así como para obtener nanohojas de grafeno de igual espesor para futuras aplicaciones electrónicas. En este estudio, se obtuvieron nanohojas de grafeno dispersas en etanol (material polidisperso) a partir de una exfoliación electroquímica de grafito. Además, se usó la técnica de centrifugación en cascada en fase líquida (LCC) para lograr una dispersión de nanohojas de tamaños seleccionados (material monodisperso). Ambos materiales se estudiaron utilizando diferentes técnicas microscópicas y espectroscópicas. La microscopia de fuerza atómica junto con las espectroscopias UV-Vis, FTIR y RAMAN confirmaron que la exfoliación electroquímica produce nanohojas de grafeno de diferentes tamaños con algunos defectos. Es importante destacar que la microscopia de fuerza atómica confirmó la selección en espesores utilizando la técnica LCC. Finalmente, se elaboraron películas de grafeno a través de los métodos “drop-casting” y “spray-coating”. Las caracterizaciones electroquímica y eléctrica de las películas revelaron que el transporte de carga aumenta con el material monodisperso.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20540
Appears in Collections:Tesis Física (FISICA)

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