| Περίληψη |
Η ανακάλυψη του γραφενίου, ενός διδιάστατου(2D), ατομικόυ πάχους, πλέγματος άνθρακα έχει δόσει το έναυσμα για την ανάπτυξη ερευνητικού ενδιαφέροντος σε τομείς όπως νανοηλεκτρονική[1][2],αισθητήρες[3],ύπερπυκνωτές[4],[5], σύνθετα υλικά[6-8], και φωτοβολταικά[9]. Η ανθηση αυτή του ενδιαφέροντος οφείλεται κυρίως στις εξαιρετικές ηλεκτρικές, δομικές. Μηχανικές και θερμικές ιδοήτητες του γραφενίου[7-12] .
Πληθώρα μεθόδων έχουν αναπτυχθεί για την παραγωγή του γραφενίου, όπως η μέθοδος “Scotch tape” ή μηχανική απολέπιση [2],[13],χημική απόθεση ατμών(CVD) και άλλα[14][15] ,όμως η μείωση του οξειδίου του γραφενίου είναι μάλλον η πιο ελκυστική μέθοδος λόγω του χαμηλού κόστους, και της μαζικής παραγωγής του μειωμένου οξειδίου του γραφενίου(RGO), το οποίο εκδηλώνει ιδιότητες όμοιες με αυτές του γραφενίου.
Τα Hydrogels, δηλαδή , τρισδιάστατα (3D) υδρόφιλα πολυμερικά δίκτια, μπορούν να απορροφούν τεράστιες ποσότητες υγρών και έχουν προσελκύσει το ερευνητικό ενδιαφέρον λόγω της πληθώρας των εφαρμογών τους όπως σε φαρμακευτικές[16] και βιοιατρικές[17] εφαρμογές. Τα Hydrogels ήταν γνωστά από το 1960, ως πολυμερικά δίκτια. Πρόσφατα όμως, έχουν δημιουργηθεί νέες μορφές Hydrogelς όπου το μειωμένο οξείδιο του γραφενίου(RGO) είναι το δομικό υλικό. Αυτές οι νέες μορφές Hydrogels αναπτύσσουν τρισδιάστατη δομή μέσω π-π δεσμών και δυνάμεις Vander Waals. Επίσης, παρουσιάζουν θερμικές, ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες ανώτερες από αυτών των παραδοσιακών Hydrogels[19][20].
Στη μεταπτυχιακή εργασία αυτή, χρησιμοποιούμε τη μέθοδο της υδροθερμικής μείωσης για να παράγουμε τα αυτό-συναρμολογούμενα Hydrogels γραφενίου(SGHs). Μελετάμε την επίδραση της υπερηχητικής ανάδευσης(Ultrasonication) σε υδατικό διάλυμα οξείδιού του γραφενίου καθώς την επίδραση της θερμικής επεξεργασίας των υδατικών διαλυμάτων του οξειδίου του γραφενίου. Για να αξιολογήσουμε τα αποτελέσματα χρησιμοποιήσαμε τεχνικές ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης και μικροσκοπία ατομικής δύναμης. Επίσης, τα δείγματά μας μελετήθηκαν και με περίθλαση ακρινών Χ. Στη συνέχεια μελετήσαμε την αφυδάτωση και την απορρόφηση νερού των SGHs. Επιπλέον μελετήσαμε και τη χημική σταθερότητα των SGHs καθώς και τις μηχανικές τους ιδιότητες. Τέλος μελετήσαμε τις ηλεκτρικές ιδιότητες των αυτό-συν αρμολογούμενων Hydrogels και συγκεκριμένα την ειδική αντίσταση και αγωγιμότητα.
|
Structural and electrical properties of self-assembled graphene oxide hydrogels
