Méthodes de synthèse de l'oxyde de graphène : aperçu
L'oxyde de graphène (GO) est un matériau monoatomique en couches, dérivé du graphite par oxydation chimique et exfoliation. Sa structure est constituée d'une feuille de graphène fonctionnalisée par divers groupes oxygénés tels que des groupes hydroxyle, époxy, carbonyle et carboxyle. Ces groupes fonctionnels perturbent le réseau de liaisons sp² parfait du graphène, rendant l'oxyde de graphène hydrophile et hautement dispersible dans l'eau et d'autres solvants. Cela le différencie nettement du graphène pur et lui permet d'interagir avec un large éventail d'espèces chimiques.
L'une des caractéristiques les plus importantes de l'oxyde de graphène est sa réactivité chimique modulable. La présence de fonctions oxygénées permet des modifications chimiques supplémentaires, permettant l'incorporation de diverses molécules et nanoparticules à sa surface. Cela fait de GO une plateforme extrêmement polyvalente pour des applications en science des matériaux, électronique, biotechnologie et ingénierie environnementale.
Dans le domaine des composites, le GO est un agent de renforcement efficace grâce à sa grande surface spécifique et à sa résistance mécanique. Ajouté aux polymères, aux céramiques ou aux métaux, il peut améliorer considérablement des propriétés telles que la stabilité thermique, la conductivité électrique et la résistance mécanique. De même, dans les revêtements et les peintures, le GO améliore les propriétés barrières, la résistance à la corrosion et la durabilité.
Source MRFR : https://www.marketresearchfuture.com/reports/graphene-oxide-market-21379
L'oxyde de graphène suscite également un vif intérêt dans les technologies de stockage et de conversion d'énergie. Il est utilisé comme précurseur de l'oxyde de graphène réduit (rGO), qui trouve des applications dans les batteries, les supercondensateurs et les piles à combustible. Des électrodes à base de GO sont notamment développées pour améliorer le taux de charge-décharge et la densité énergétique globale des batteries lithium-ion et sodium-ion.
Dans le secteur biomédical, la biocompatibilité et la grande surface spécifique de GO le rendent idéal pour l'administration de médicaments, la biodétection et l'ingénierie tissulaire. Sa capacité à adsorber les médicaments et les biomolécules, associée à une capacité d'administration ciblée, ouvre de nouvelles perspectives d'applications thérapeutiques. De plus, GO présente des propriétés antimicrobiennes, qui peuvent être exploitées dans les textiles médicaux et les pansements.
Les applications environnementales du GO connaissent une croissance rapide. Sa forte capacité d'adsorption le rend idéal pour la purification de l'eau, notamment pour éliminer les métaux lourds, les colorants et les polluants organiques. Des membranes GO fonctionnalisées sont également en cours de développement pour la filtration sélective des ions et des molécules.
Il reste à comprendre pleinement la toxicité, l'impact environnemental et l'évolutivité des technologies basées sur l'oxyde de graphène. Des recherches plus approfondies sur l'optimisation de la synthèse, les relations structure-propriétés et la stabilité à long terme sont essentielles pour exploiter pleinement le potentiel de l'oxyde de graphène dans divers domaines industriels.