Avaliação da condutividade elétrica de uma amostra de óxido de grafeno reduzido visando seu potencial para aplicação em tintas condutoras
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50456 |
Resumo: | O grafeno, uma das formas alotrópicas do carbono, constitui um material bidimensional com uma vasta gama de propriedades e grande potencial para as mais diversas aplicações. Um dos métodos de síntese mais utilizado é a esfoliação química (método de Tour), conhecido por garantir a obtenção de uma maior quantidade de óxido de grafeno (GO), contribuindo para solucionar um dos maiores problemas na síntese de grafeno, que é a dificuldade em produzi-lo em larga escala. O GO sintetizado via esfoliação química apresenta propriedades isolantes, porém, comprovou-se que a condutividade elétrica pode ser recuperada se os grupos funcionais forem eliminados da sua estrutura por meio da redução térmica do GO a fim de se obter o óxido de grafeno reduzido (rGO). O rGO traz consigo a recuperação das propriedades prejudicadas devido ao processo de esfoliação química, dessa forma, este pode vir a apresentar grande potencial para aplicações envolvendo condutividade elétrica. Atualmente, a gama de aplicações das tintas condutoras vêm crescendo, sendo o seu principal intuito a inserção de um material condutor, garantindo a condutividade necessária para tal aplicação. Tendo isso em vista, o presente trabalho teve como intuito principal, a síntese de GO utilizando o método de esfoliação química e da produção de rGO por meio da redução térmica do GO sintetizado, a fim de avaliar não só a qualidade dos materiais obtidos, mas também sua capacidade como possíveis agentes condutores. Os resultados obtidos por meio da espectroscopia Raman e difração de raios-x (DRX), confirmaram que a síntese e a redução do material ocorreram de forma satisfatória. De acordo com a análise de MEV, a superfície da amostra torna-se corrugada devido ao escape de grupos funcionais durante o processo de redução e, a partir da visualização da seção transversal, fica evidente a presença das folhas individuais de grafeno. Em contrapartida, a técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), mostrou que a redução realizada não foi tão eficaz como o esperado. |
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Paula, Ygor Matheus Pereira deSilveira Júnior, Luiz Gonzaga de QueirozMendes, Armando MonteNascimento, Maria Carolina Burgos Costa do2022-12-22T12:45:30Z2022-12-22T12:45:30Z2022-12-08PAULA, Ygor Matheus Pereira de. Avaliação da condutividade elétrica de uma amostra de óxido de grafeno reduzido visando seu potencial para aplicação em tintas condutoras. Orientadora: Maria Carolina Burgos Costa. 2022. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50456O grafeno, uma das formas alotrópicas do carbono, constitui um material bidimensional com uma vasta gama de propriedades e grande potencial para as mais diversas aplicações. Um dos métodos de síntese mais utilizado é a esfoliação química (método de Tour), conhecido por garantir a obtenção de uma maior quantidade de óxido de grafeno (GO), contribuindo para solucionar um dos maiores problemas na síntese de grafeno, que é a dificuldade em produzi-lo em larga escala. O GO sintetizado via esfoliação química apresenta propriedades isolantes, porém, comprovou-se que a condutividade elétrica pode ser recuperada se os grupos funcionais forem eliminados da sua estrutura por meio da redução térmica do GO a fim de se obter o óxido de grafeno reduzido (rGO). O rGO traz consigo a recuperação das propriedades prejudicadas devido ao processo de esfoliação química, dessa forma, este pode vir a apresentar grande potencial para aplicações envolvendo condutividade elétrica. Atualmente, a gama de aplicações das tintas condutoras vêm crescendo, sendo o seu principal intuito a inserção de um material condutor, garantindo a condutividade necessária para tal aplicação. Tendo isso em vista, o presente trabalho teve como intuito principal, a síntese de GO utilizando o método de esfoliação química e da produção de rGO por meio da redução térmica do GO sintetizado, a fim de avaliar não só a qualidade dos materiais obtidos, mas também sua capacidade como possíveis agentes condutores. Os resultados obtidos por meio da espectroscopia Raman e difração de raios-x (DRX), confirmaram que a síntese e a redução do material ocorreram de forma satisfatória. De acordo com a análise de MEV, a superfície da amostra torna-se corrugada devido ao escape de grupos funcionais durante o processo de redução e, a partir da visualização da seção transversal, fica evidente a presença das folhas individuais de grafeno. Em contrapartida, a técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), mostrou que a redução realizada não foi tão eficaz como o esperado.Graphene, one of the allotropic forms of carbon, is a two-dimensional material with a wide range of properties and great potential for the most diverse applications. One of the most used synthesis methods is the chemical exfoliation (Tour method), known for ensuring the obtainment of a greater amount of graphene oxide (GO), contributing to solve one of the biggest problems in graphene synthesis, which is the difficulty to produce it on a large scale. GO synthesized via chemical exfoliation has insulating properties, however, it was proven that the electrical conductivity can be recovered if the functional groups are eliminated from its structure through thermal reduction of GO in order to obtain reduced graphene oxide (rGO). The rGO brings with it the recovery of the damaged properties due to the chemical exfoliation process, thus, this may present great potential for applications involving electrical conductivity. Currently, the range of applications for conductive inks has been growing, with its main purpose being the insertion of a conductive material, guaranteeing the necessary conductivity for such an application. With this in mind, the present work had as its main objective the synthesis of GO using the method of chemical exfoliation and the production of rGO through the thermal reduction of the synthesized GO, in order to evaluate not only the quality of the materials obtained, but also their capacity as possible conducting agents. The results obtained through Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) confirmed that the synthesis and reduction of the material occurred satisfactorily. According to the SEM analysis, the surface of the sample becomes corrugated due to the escape of functional groups during the reduction process and, from the visualization of the cross section, the presence of the individual sheets of graphene is evident. In contrast, the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) technique showed that the reduction performed was not as effective as expected.Universidade Federal do Rio Grande do NorteEngenharia de MateriaisUFRNBrasilDepartamento do Engenharia de MateriaisAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOESÓxido de grafeno reduzidoEsfoliação químicaTintas condutorasRedução térmicaReduced graphene oxideChemical exfoliationConductive inksThermal reductionAvaliação da condutividade elétrica de uma amostra de óxido de grafeno reduzido visando seu potencial para aplicação em tintas condutorasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALTCC - Grafeno e Tintas Condutoras (FINAL).pdfTCC - Grafeno e Tintas Condutoras (FINAL).pdfapplication/pdf3505911https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50456/1/TCC%20-%20Grafeno%20e%20Tintas%20Condutoras%20%28FINAL%29.pdf5f0f845ec74c63aa6b4f5a8829a39a88MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50456/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50456/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/504562022-12-22 09:45:30.73oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-12-22T12:45:30Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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