(PhysOrg.com) - El óxido de grafeno ha tenido una gran cantidad de investigadores, ya que conserva muchas de las propiedades del supermaterial de gran valor, el grafeno puro. pero es mucho más fácil, y mas barato, para hacer en cantidades a granel; más fácil de procesar; y su importante contenido de oxígeno parece hacerlo soluble en agua. Sin embargo, una nueva investigación de la Universidad de Warwick ha encontrado que esa última suposición es incorrecta y, desafortunadamente, la solubilidad del óxido de grafeno literalmente sale a la luz.

El equipo de los doctores Rourke y Wilson hizo su descubrimiento al tratar el óxido de grafeno con hidróxido de sodio (NaOH) en un intento de aumentar la utilidad de los grupos funcionales que contienen oxígeno que se cree que están unidos al grafeno. Desafortunadamente, pareció empeorar las cosas en lugar de mejorarlas. De hecho, a concentraciones suficientemente altas de NaOH, el Dr. Rourke se quedó con una suspensión negra.

Los investigadores liderados por Warwick recordaron que se había demostrado que los residuos de oxidación se adhieren a los nanotubos de carbono, pero la naturaleza débil de la conexión de estos residuos de oxidación a los nanotubos de carbono significaba que un lavado con una base simplemente puede eliminar los residuos oxidativos. Los experimentos mostraron que, en ese caso particular, se descubrió que los desechos oxidativos constituían casi una cuarta parte de la masa de los "nanotubos de carbono oxidados". Los investigadores sintieron que podría ocurrir un proceso similar en el óxido de grafeno que estaban estudiando.

Los resultados también pueden ayudar a explicar los niveles excesivamente altos de oxígeno que la gente afirmaba encontrar en el óxido de grafeno. Los químicos ya estaban luchando por identificar suficientes enlaces carbono-oxígeno plausibles para acomodar las cantidades de oxígeno que se cree que forman parte del óxido de grafeno.

Al centrifugar el líquido negro, el equipo de Warwick se quedó con una pila de polvo negro que resultó ser óxido de grafeno que alguna vez pudo haber sido soluble antes de la aplicación de la base, pero que se negó a mostrar ningún signo significativo de ser fácilmente soluble nuevamente en su estado actual. Se descubrió que el material negro era muy similar al propio grafeno; en particular, se demostró que consiste en láminas muy grandes de átomos de carbono conductores de electricidad, a diferencia del "óxido de grafeno" aislante.

El líquido restante también se secó para dar un polvo blanco que, según los investigadores de Warwick, contenía “desechos oxidativos” u OD; Se demostró que el OD está formado exclusivamente por pequeños, compuestos de bajo peso molecular (es decir, menos de 100 átomos)

El óxido de grafeno recuperado del proceso de lavado formó aproximadamente el 64% de la masa del "óxido de grafeno" al inicio del proceso. El OD recuperado o los desechos oxidativos formaron al menos el 30% del peso de la masa del "óxido de grafeno" original.

Los doctores Rourke y el equipo de Wilson creen que esto muestra que gran parte del oxígeno que se creía que estaba estrechamente unido al carbono en el óxido de grafeno en realidad no estaba unido en absoluto, sino que simplemente estaba encima de las hojas de grafema. débilmente conectado a ellos como "desechos oxidativos". Este residuo oxidativo contenía una gran cantidad de oxígeno que simplemente salió en el lavado cuando el óxido de grafeno se trató con hidróxido de sodio.

Esto crea un problema significativo para los investigadores que dependen de una forma fácilmente soluble de óxido de grafeno, ya que el nivel de solubilidad encontrado hasta ahora dependía directamente de las altas cantidades de oxígeno que se cree que está unido al carbono en el óxido de grafeno. Si gran parte de ese oxígeno desaparece tan fácilmente, también lo harán los niveles de solubilidad.

Los doctores Rourke y Wilson dicen que “nuestros resultados sugieren que los modelos para la estructura del óxido de grafeno deben revisarse. Estos resultados tienen implicaciones importantes para la síntesis y aplicación de grafeno modificado químicamente, particularmente donde se requiere la funcionalización covalente directa de la red de grafeno ".