p Os pesquisadores criaram uma tinta feita de nanofolhas de grafeno, e demonstrou que a tinta pode ser usada para imprimir estruturas 3-D. Como a tinta à base de grafeno pode ser produzida em massa de uma maneira econômica e ecologicamente correta, os novos métodos abrem caminho para o desenvolvimento de uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento de energia para impressão. p Os pesquisadores, liderado por Jingyu Sun e Zhongfan Liu na Soochow University e no Beijing Graphene Institute, e Ya-yun Li na Universidade de Shenzhen, publicaram um artigo sobre seu trabalho em uma edição recente da ACS Nano .

p "Nosso trabalho realiza a síntese escalonável e verde de nanofolhas de grafeno dopadas com nitrogênio em um modelo de sal por deposição química direta de vapor, "Sun disse Phys.org . "Isso nos permite explorar ainda mais as tintas derivadas no campo do armazenamento de energia para impressão."

p Como os cientistas explicam, um objetivo fundamental na pesquisa do grafeno é a produção em massa de grafeno com alta qualidade e baixo custo. As aplicações de armazenamento de energia normalmente requerem grafeno em pó, mas até agora os métodos de produção resultaram em pós com um grande número de defeitos estruturais e impurezas químicas, bem como espessura de camada não uniforme. Isso dificultou a preparação de tintas de grafeno de alta qualidade.

p No novo jornal, os pesquisadores demonstraram um novo método para preparar tintas de grafeno que supera esses desafios. O método envolve o crescimento de nanofolhas de grafeno dopado com nitrogênio sobre cristais de NaCl usando deposição química direta de vapor, que faz com que os fragmentos moleculares de nitrogênio e carbono se difundam na superfície dos cristais de NaCl. Os pesquisadores escolheram o NaCl devido à sua abundância natural e baixo custo, bem como sua solubilidade em água. Para remover o NaCl, os cristais revestidos são submersos em água, que faz com que o NaCl se dissolva e deixe para trás as gaiolas de grafeno dopado com nitrogênio puro. Na etapa final, tratar as gaiolas com ultrassom as transforma em nanofolhas 2-D, cada um com cerca de 5-7 camadas de grafite de espessura.

p As nanofolhas de grafeno dopadas com nitrogênio resultantes têm relativamente poucos defeitos e um tamanho ideal (cerca de 5 micrômetros de comprimento lateral) para impressão, já que flocos maiores podem bloquear o bico. Para demonstrar a eficácia das nanofolhas, os pesquisadores imprimiram uma grande variedade de estruturas 3-D usando tintas baseadas nas folhas de grafeno. Entre suas manifestações, os pesquisadores usaram a tinta como um aditivo condutor para um material de eletrodo (nitreto de vanádio) e usaram a tinta composta para imprimir eletrodos flexíveis para supercapacitores com alta densidade de potência e boa estabilidade cíclica.

p Em uma segunda demonstração, os pesquisadores criaram uma tinta composta feita de folhas de grafeno junto com material aglutinante (polipropileno) para impressão de camadas intermediárias para baterias de Li-S. Em comparação com baterias com separadores feitos apenas de material convencional, aqueles feitos com o material compósito exibiram condutividade aprimorada, levando a uma melhoria geral no desempenho da bateria.

p "No futuro, planejamos explorar a técnica de deposição de vapor químico direto para a produção em massa de pós de grafeno de alta qualidade para aplicações emergentes de armazenamento de energia para impressão, "Sun disse. p © 2019 Science X Network