Dünyanın dört bir yanındaki araştırma kurumları, en yüksek kalitede grafen levhaların üretiminde devrim yaratmanın yollarını geliştirmeye çalışıyor. Bunun mümkün olan en uygun maliyetli yollarından biri, grafen oksidin rGO’ya (indirgenmiş grafen oksit) indirgenmesidir. Bu teknikle ilgili sorun, mekanik eksfoliasyon gibi diğer yöntemlere kıyasla şu anda saf grafenin teorik potansiyelinin altında olan özellikleri gösteren belirli yöntemlerle üretilen grafen levhaların kalitesidir. Ancak bu, iyileştirmelerin yapılamayacağı veya bu indirgenmiş grafen oksidin etkili bir şekilde kullanılamayacağı anlamına gelmemektedir.
Grafen oksit, oksitleyici maddeler grafit ile reaksiyona girdiğinde, grafit tabakaları arasındaki düzlemler arası boşluk arttığı için, bu oksitlenmenin etkili bir yan ürünüdür. Tamamen oksitlenmiş bileşik daha sonra su gibi bir baz solüsyonunda dağıtılabilir ve daha sonra grafen oksit üretilir.
Grafen oksidin indirgenmiş grafen oksit üretmek için indirgenmesi, üretilen rGO’nun kalitesi üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu için son derece hayati bir süreçtir ve bu nedenle, yapı açısından, bozulmamış grafene ne kadar yakın olacağını belirleyecektir. Bilimsel mühendislerin enerji depolama gibi endüstriyel uygulamalar için büyük miktarlarda grafen kullanmaları gereken büyük ölçekli operasyonlarda, istenen kalite seviyelerine yeterli miktarda grafen oluşturmadaki görece kolaylık nedeniyle rGO en bariz çözümdür.
Tahmin edebileceğiniz gibi, hepsi kimyasal, termal veya elektrokimyasal yollara dayalı yöntemler olsa da indirgemeyi başarmanın birkaç yolu vardır. Bu tekniklerden bazıları, bozulmamış grafene benzer şekilde çok yüksek kaliteli rGO üretebilir, ancak uygulanması karmaşık veya zaman alıcı olabilir.
GO’dan rGO oluşturmak için şu yöntemler kullanılabilir:
- GO’nun indirgeyici ajanlar ile termokimyasal olarak indirgenmesi
- GO’yu H2 plazmasına maruz bırakmak
- GO’nun, ultra yüksek güçlü flaş ışığına maruz bırakılması
- GO’nun farklı süreler için farklı derecelerde damıtılmış suda ısıtılması
- GO’nun üre gibi bir genleşme indirgeme ajanı ile birleştirilmesi ve ardından çözeltinin ısıtılmasıyla ürenin indirgeyici gazlar salmasına neden olmak ve ardından soğutma
- Bir fırında doğrudan GO’nun çok yüksek seviyelere ısıtılması
Nihayetinde, indirgenmiş grafen oksit üretildikten sonra, farklı uygulamalarda kullanılmak üzere rGO’yu işlevsel hale getirmenin yolları vardır. rGO’yu diğer kimyasallarla işleyerek veya rGO’yu diğer iki boyutlu malzemelerle birleştirerek yeni bileşikler oluşturarak, bileşiğin özelliklerini ticari uygulamalara uyacak şekilde geliştirebiliriz.