La palabra «grafeno» se usa para una gran variedad de materiales. Algunos tienen realmente unos pocos átomos de espesor. Otros se parecen más a un grafito muy fino. Dos productos vendidos con el mismo nombre pueden comportarse de forma muy distinta en su proceso. Este artículo explica, en términos sencillos, las principales propiedades que se usan para describir la calidad del grafeno, cómo se miden y qué pedir. Complementa nuestra lista de 10 preguntas para hacerle a un proveedor de grafeno.
Por qué importan las normas
Los organismos de normalización han trabajado para que los términos y las mediciones del grafeno sean coherentes. ISO/TS 80004-13 define el vocabulario del grafeno y de los materiales bidimensionales relacionados, con términos como grafeno de pocas capas y nanoplaquetas de grafeno. ISO/TS 21356-1 establece métodos para la caracterización estructural del grafeno en polvos y dispersiones. Usar estos términos en una especificación ayuda a que ambas partes se refieran a lo mismo.
Las propiedades clave
1. Número de capas
El grafeno de una sola capa tiene un átomo de espesor. A medida que las capas se apilan, las propiedades se acercan gradualmente a las del grafito. El material descrito como grafeno de pocas capas tiene un número reducido de capas apiladas; las pilas más gruesas suelen llamarse nanoplaquetas de grafeno. Para los aditivos, lo que importa es la distribución: qué proporción del material está en el rango delgado.
2. Tamaño lateral
El tamaño lateral es lo ancha que es una escama, a diferencia de lo gruesa que es. Afecta a cómo se superponen las escamas, a lo bien que forman redes para la conducción y la barrera y a cómo se comportan en una dispersión. Las escamas muy grandes pueden ser más difíciles de mantener dispersas; las muy pequeñas quizá no formen puentes tan bien.
3. Relación de aspecto
La relación de aspecto combina ambas cosas: el tamaño lateral dividido por el espesor. Una relación de aspecto alta, ancha y delgada, es en general lo que hace eficaz al grafeno como aditivo reforzante o de barrera con cargas moderadas.
4. Espectroscopía Raman
La espectroscopía Raman ilumina la muestra con un láser y lee la luz dispersada. Los materiales de grafeno muestran picos característicos, comúnmente llamados bandas D, G y 2D. En términos sencillos:
- La forma y la posición de la banda 2D aportan información sobre el número de capas y el apilamiento.
- La relación entre la banda D y la banda G se usa como indicador de defectos y bordes.
La espectroscopía Raman es rápida y muy utilizada, pero su interpretación requiere cuidado, sobre todo en escamas con muchos bordes. Pregunte cuántos puntos se midieron y cómo se promediaron los resultados.
5. Defectos y contenido de oxígeno
El óxido de grafeno y el óxido de grafeno reducido contienen grupos de oxígeno y defectos que cambian sus propiedades. Eso no siempre es malo, ya que los grupos de oxígeno pueden ayudar a la dispersión en agua, pero es distinto del grafeno prístino. El análisis elemental o la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X pueden informar la relación carbono-oxígeno.
6. Pureza y residuos
Los métodos de producción pueden dejar residuos: metales, grafito no exfoliado o productos químicos del proceso. Pregunte qué impurezas se analizan y con qué límites.
Para dispersiones, añada estas
Si el grafeno se suministra como dispersión, como todos los nuestros, el líquido también importa:
- Contenido de sólidos: cuánto grafeno hay en el líquido.
- Portador: agua, solvente, resina o aceite, y cualquier auxiliar de dispersión.
- Estabilidad: cuánto tiempo se mantiene disperso y qué hacer si sedimenta. Vea nuestro artículo sobre cómo elegir un portador.
- Uniformidad entre lotes: cómo comprueba el proveedor que cada lote coincide con el anterior.
Cómo convertir las especificaciones en una especificación de compra
- Use los términos ISO para el tipo de material.
- Indique las propiedades que importan para su aplicación, no todas las posibles.
- Pida el método de prueba y la preparación de muestra detrás de cada número.
- Pida un certificado de análisis por lote para las propiedades que le interesan.
- Haga su propia prueba de aplicación. Las especificaciones predicen el rendimiento; no lo demuestran.
Nuestro enfoque
Producimos el grafeno nosotros mismos en Charlotte, NC, y lo dispersamos internamente, de modo que el mismo equipo controla tanto el material como la dispersión. Nuestros productos tienen patente en trámite (patent pending), se fabrican en EE. UU., no contienen negro de humo y nunca se venden en polvo. Las fichas técnicas y las SDS están disponibles a solicitud.
Errores comunes al comparar grafeno
- Comparar un solo número. Un tamaño de escama o un número de capas promedio oculta la distribución. Pida el rango.
- Comparar métodos distintos. El tamaño lateral medido por microscopía y por difracción láser no son directamente comparables.
- Ignorar la forma. Una especificación de polvo no le dice cómo se comporta el material una vez disperso, y una especificación de dispersión depende del portador.
- Suponer que mejores especificaciones significan mejores resultados. El mejor grafeno sobre el papel no siempre es el mejor en su fórmula. Deciden las pruebas de aplicación.
Lea sobre nuestra producción de grafeno, vea qué es el grafeno, explore nuestros productos de grafeno o solicite una ficha técnica / SDS.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la especificación de grafeno más importante?
Depende de la aplicación, pero el número de capas y el tamaño lateral, que juntos dan la relación de aspecto, suelen ser lo que más importa en los aditivos.
¿Qué dice la espectroscopía Raman sobre el grafeno?
La banda 2D aporta información sobre el número de capas y el apilamiento, y la relación D/G se usa como indicador de defectos y bordes.
¿El óxido de grafeno es lo mismo que el grafeno?
No. El óxido de grafeno contiene grupos de oxígeno y defectos que cambian sus propiedades.
¿Proporcionan fichas técnicas?
Sí. Las fichas técnicas y las SDS están disponibles a solicitud mediante nuestro formulario de cotización.
¿Qué normas ISO cubren el grafeno?
ISO/TS 80004-13 cubre el vocabulario del grafeno y los materiales 2D relacionados, e ISO/TS 21356-1 cubre la caracterización estructural en polvos y dispersiones.
Solicite una cotización, muestras o una ficha técnica
Díganos su material, la propiedad que desea mejorar, el portador que utiliza (agua, solvente, resina o aceite) y sus volúmenes. Los precios y las muestras se ofrecen únicamente por cotización. Llame al 704-659-3682 o solicite una cotización, muestras o una ficha técnica / SDS.
