Was ist Graphen?
Graphen ist ein Material, das aus Kohlenstoffatomen besteht, die in einem sich wiederholenden Muster von Sechsecken miteinander verbunden sind. Graphen ist so dünn, dass es als zweidimensional angesehen wird. Das flache Wabenmuster von Graphen verleiht ihm viele außergewöhnliche Eigenschaften, z. B. ist es das stärkste Material der Welt sowie eines der leichtesten, leitfähigsten und transparentesten. Graphen hat endlose Anwendungsmöglichkeiten in fast allen Branchen (wie Elektronik, Medizin, Luftfahrt und vieles mehr).
Die einzelnen Schichten aus Kohlenstoffatomen bilden die Grundlage für viele andere Materialien. Graphit, wie die Substanz in Bleistiftminen, wird aus gestapeltem Graphen gebildet. Kohlenstoff-Nanoröhren bestehen aus gerolltem Graphen und werden in vielen neuen Anwendungen von Sportgeräten bis hin zur Biomedizin eingesetzt.
Was ist Graphenoxid?
Da Graphen teuer und relativ schwer herzustellen ist, werden große Anstrengungen unternommen, um wirksame und dennoch kostengünstige Wege zur Herstellung und Verwendung von Graphenderivaten oder verwandten Materialien zu finden. Graphenoxid (GO) ist eines dieser Materialien – es handelt sich um ein einatomiges Schichtmaterial, das durch die starke Oxidation von Graphit hergestellt wird, das billig und reichlich vorhanden ist. Graphenoxid ist eine oxidierte Form von Graphen, die mit sauerstoffhaltigen Gruppen durchsetzt ist. Es gilt als leicht zu verarbeiten, da es in Wasser (und anderen Lösungsmitteln) dispergierbar ist, und kann sogar zur Herstellung von Graphen verwendet werden. Graphenoxid ist kein guter Leiter, aber es gibt Verfahren, um seine Eigenschaften zu verbessern. Es wird üblicherweise in Pulverform, dispergiert oder als Beschichtung auf Substraten verkauft.
Graphenoxid wird nach vier grundlegenden Methoden synthetisiert: Staudenmaier, Hofmann, Brodie und Hummers. Es gibt viele Variationen dieser Methoden, und es wird ständig nach Verbesserungen gesucht, um bessere Ergebnisse und billigere Verfahren zu erzielen. Die Wirksamkeit eines Oxidationsverfahrens wird häufig anhand des Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnisses des Graphenoxids bewertet.
Verwendungen von Graphenoxid
Graphenoxid-Filme können auf praktisch jedem Substrat abgeschieden und später in einen Leiter umgewandelt werden. Deshalb eignet sich GO besonders gut für die Herstellung transparenter leitfähiger Schichten, wie sie für flexible Elektronik, Solarzellen, chemische Sensoren und mehr verwendet werden. GO wird sogar als Ersatz für Zinnoxid (ITO) in Batterien und Touchscreens untersucht.
Graphenoxid hat eine große Oberfläche und kann daher als Elektrodenmaterial für Batterien, Kondensatoren und Solarzellen verwendet werden. Graphenoxid ist billiger und einfacher herzustellen als Graphen und kann daher früher in die Massenproduktion und -verwendung eintreten.
GO lässt sich leicht mit verschiedenen Polymeren und anderen Materialien mischen und verbessert die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen wie Zugfestigkeit, Elastizität, Leitfähigkeit und mehr. In fester Form heften sich Graphenoxid-Flocken aneinander und bilden dünne und stabile flache Strukturen, die gefaltet, geknickt und gedehnt werden können. Solche Graphenoxid-Strukturen können für Anwendungen wie Wasserstoffspeicher, Ionenleiter und Nanofiltrationsmembranen verwendet werden.
Graphenoxid ist fluoreszierend, was es für verschiedene medizinische Anwendungen besonders geeignet macht. Bio-Sensorik und Krankheitserkennung, Medikamententräger und antibakterielle Materialien sind nur einige der Möglichkeiten, die GO für den biomedizinischen Bereich bietet.
Graphenoxid kaufen
Graphenoxid ist relativ erschwinglich und leicht zu finden, da es von vielen Unternehmen angeboten wird. Es ist jedoch verwirrend, da verschiedene Unternehmen Produkte anbieten, die sich in Qualität, Preis, Form und mehr unterscheiden – was die Wahl eines bestimmten Produkts schwierig macht. Wenn Sie am Kauf von GO interessiert sind, wenden Sie sich an Graphene-Info, um sich über das richtige GO für Ihre Bedürfnisse beraten zu lassen!
Weitere Lektüre
- Einführung in Graphen
- Graphen-Firmen-Datenbank
- Graphen-Batterien
- Graphen-Superkondensatoren
- Das Graphen-Handbuch, unser eigener Leitfaden für den Graphen-Markt
- Graphen-Oxid-Marktbericht