FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / As estruturas a base de carbono tem um papel de grande importÃncia nos campos da ciÃncia e da tecnologia. Isso graÃas à versatilidade do elemento carbono, pilar da quÃmica orgÃnica, que consegue formar uma diversidade de estruturas (cerca de 10 milhÃes de compostos), alÃm de ser um constituinte bÃsico de toda forma de vida conhecida. Dependendo das condiÃÃes de formaÃÃo, este fenomenal elemento, pode se apresentar em diversas formas alotrÃpicas: desde um material extremamente frÃgil, como o grafite, atà materiais incrivelmente resistentes como o diamante, nanotubos de carbono e o grafeno.
Esses materiais grafÃticos tÃm sido extensivamente estudados, apresentando propriedades Ãnicas e grande potencial em aplicaÃÃes tecnolÃgicas. Dentre eles, o grafeno ocupa, atualmente, a posiÃÃo de maior destaque por possuir propriedades mecÃnicas e eletrÃnicas diferenciadas.
O Ãxido de grafeno à uma classe de estruturas grafÃticas constituÃda basicamente de uma camada de grafeno decorada com grupos epÃxido e hidroxila na superfÃcie e grupos carboxÃlicos e carbonila nas bordas. A sua estequiometria depende fortemente do mÃtodo de obtenÃÃo. Esse material, alÃm de ser uma das principais rotas para a obtenÃÃo em larga escala do grafeno, tambÃm apresenta diversas propriedades interessantes, que possibilitam, por exemplo, aplicaÃÃes biolÃgicas, uma vez que seus grupos funcionais o tornam bastante reativo alÃm de ser facilmente dispersado em Ãgua.
Muitas questÃes relacionadas ao Ãxido de grafeno ainda nÃo estÃo bem esclarecidas, como sua prÃpria estrutura, processo de formaÃÃo e mecanismos de interaÃÃo. Nesse sentido, foi utilizada, como principal ferramenta, a microscopia de forÃa elÃtrica (EFM) para estudar propriedades eletrostÃticas de uma amostra de Ãxido de grafeno obtida utilizando-se um mÃtodo de Hummer modificado. Por meio de um modelo simplificado, foi possÃvel desenvolver um mÃtodo para anÃlise das mediÃÃes de EFM e assim determinar a presenÃa e o sinal da carga lÃquida da amostra. AlÃm de ser possÃvel esclarecer a origem do fenÃmeno de borda observado nos experimentos de EFM. / Carbon-based structures have played a major role in scientific and technological fields. This is due to the versatility of the element carbon, the pillar of organic chemistry, which can form a variety of structures (about 10 million compounds), besides being a basic constituent of all known life forms. Depending on the conditions, this phenomenal element can occur in several allotropic forms: from an extremely brittle material, such as graphite, so incredibly resistant materials such as diamond, carbon nanotubes and graphene.
These graphitic materials have been studied extensively, and present unique properties and great potential for technological applications. Among these materials, graphene currently occupies the most prominent position by having special electronic and mechanical properties. The graphene oxide is a class of graphitic structure consisting essentially of a graphene layer decorated with epoxide and hydroxyl groups on the surface and carboxyl and carbonyl groups on the edges. Its stoichiometry depends strongly on the method of production. In addition the graphene oxide is one of the main routes for obtaining large-scale graphene also it has several interesting properties, which allow, for example, biological applications, since their functional groups make it very reactive, besides being easily dispersed in water.
Many issues related to graphene oxide are yet unclear, as also its structure, training procedure and mechanisms of interaction. Thus, the electric force microscopy (EFM) was used as the main tool to study electrostatic properties of a graphene oxide sample obtained by a modified Hummer method. By means of a simplified model, it was possible to develop a method for the analysis of the EFM measurements and so determine the presence and the sign of the net charge of the sample. Furthermore it is possible to clarify the origin of the edge phenomenon observed in EFM experiments.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6618 |
| Date | 26 April 2013 |
| Creators | Josà JÃnior Alves da Silva |
| Contributors | Eduardo Bedà Barros |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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