(PhysOrg.com) - L'ossido di grafene ha avuto una mischia di ricercatori su di esso in quanto conserva molte delle proprietà del prezioso super materiale puro grafene, ma è molto più facile, e più economico, fare in grandi quantità; più facile da elaborare; e il suo significativo contenuto di ossigeno sembra renderlo solubile in acqua. Tuttavia, una nuova ricerca dell'Università di Warwick ha scoperto che quest'ultima ipotesi è errata e sfortunatamente la solubilità dell'ossido di grafene viene letteralmente fuori nel lavaggio.
Il team dei dottori Rourke e Wilson ha fatto la sua scoperta trattando l'ossido di grafene con idrossido di sodio (NaOH) nel tentativo di aumentare l'utilità dell'ossigeno contenente gruppi funzionali ritenuti legati al grafene. Sfortunatamente sembrava peggiorare le cose piuttosto che migliorarle. Infatti a concentrazioni sufficientemente elevate di NaOH il Dr Rourke è stato lasciato con una sospensione nera.
I ricercatori di Warwick hanno ricordato che era stato dimostrato che i detriti di ossidazione aderiscono ai nanotubi di carbonio, ma la natura debole della connessione di questi detriti di ossidazione ai nanotubi di carbonio significava che un lavaggio con una base può semplicemente rimuovere i detriti ossidativi. Gli esperimenti hanno mostrato che in quel caso particolare si è scoperto che i detriti ossidativi costituiscono quasi un quarto della massa dei "nanotubi di carbonio ossidati". I ricercatori hanno ritenuto che un processo simile potesse verificarsi nell'ossido di grafene che stavano studiando.
I risultati possono anche aiutare a spiegare i livelli eccessivamente alti di ossigeno che le persone affermavano di trovare nell'ossido di grafene. I chimici stavano già lottando per identificare abbastanza legami plausibili carbonio-ossigeno per accogliere le quantità di ossigeno che si ritiene facciano parte dell'ossido di grafene.
Durante la centrifugazione del liquido nero, il team di Warwick è stato lasciato con un mucchio di polvere nera che si è rivelata essere ossido di grafene che potrebbe essere stato solubile prima dell'applicazione della base ma che ha rifiutato di mostrare alcun segno significativo di essere facilmente nuovamente solubile nel suo stato attuale. Il materiale nero è risultato essere molto simile al grafene stesso; in particolare è stato dimostrato essere costituito da fogli molto grandi di atomi di carbonio elettricamente conduttori, a differenza dell'isolante “ossido di grafene”.
Il liquido rimanente è stato anche essiccato per dare una polvere bianca che i ricercatori di Warwick hanno mostrato conteneva i "detriti ossidativi" o OD; l'OD si è dimostrato composto esclusivamente da piccoli, composti a basso peso molecolare (cioè meno di 100 atomi)
L'ossido di grafene recuperato dal processo di lavaggio formava circa il 64% della massa dell'”ossido di grafene” all'inizio del processo. L'OD recuperato o detriti ossidativi formavano almeno il 30% del peso della massa dell'”ossido di grafene” originale.
I dottori Rourke e il team di Wilson credono che ciò dimostri che gran parte dell'ossigeno che si credeva fosse strettamente legato al carbonio nell'ossido di grafene in realtà non era affatto legato ma semplicemente giaceva sopra i fogli di grafema, debolmente collegati ad essi come "detriti ossidativi". Questi detriti ossidativi contenevano una grande quantità di ossigeno che usciva semplicemente nel lavaggio quando l'ossido di grafene veniva trattato con idrossido di sodio.
Ciò crea un problema significativo per i ricercatori che dipendono da una forma facilmente solubile di ossido di grafene poiché il livello di solubilità trovato finora dipendeva direttamente dalle elevate quantità di ossigeno che si ritiene siano legate al carbonio nell'ossido di grafene. Se molto di quell'ossigeno cade così facilmente, così saranno i livelli di solubilità.
I dottori Rourke e Wilson affermano:"I nostri risultati suggeriscono che i modelli per la struttura dell'ossido di grafene devono essere rivisitati. Questi risultati hanno importanti implicazioni per la sintesi e l'applicazione del grafene modificato chimicamente, in particolare dove è richiesta la funzionalizzazione covalente diretta del reticolo di grafene".
