二次元材料であるグラフェンは、特に高い表面積、高い導電性、機械的強度などの独特の特性により、近年熱心な研究開発の対象となっています。ただし、グラフェンにはさまざまな種類があり、それぞれに独自の特性と用途があります。このブログ投稿では、グラフェンの 2 つの最も一般的な形式である酸化グラフェン (GO) と還元酸化グラフェン (rGO) と、それらの違いについて説明します。
とは酸化グラフェン?
酸化グラフェン (GO) は、過マンガン酸カリウムや硝酸などの強力な酸化剤によるグラフェンの酸化によって得られるグラフェンの誘導体です。酸化プロセスにより、ヒドロキシル、エポキシ、カルボキシル基などの酸素官能基がグラフェン シートに導入されます。そのため、GOはグラフェンよりも酸素含有量が多く、親水性が高い性質を持っています。
とは還元酸化グラフェン?
一方、還元酸化グラフェン (rGO) は、酸素官能基の除去による酸化グラフェンの還元によって得られます。還元処理は、化学還元、熱還元、放射線照射等の種々の方法により行うことができる。 GO とは異なり、rGO は酸素官能基が少なく、本質的に疎水性です。
GO と rGO の主な違い
1. 酸素含有量: 前述したように、GO は酸素官能基の存在により高い酸素含有量を持っていますが、rGO は酸素官能基が少ないです。
2. 親水性/疎水性の性質: GO は親水性が高いのに対し、rGO は疎水性です。
3. 導電性: GO には酸素官能基が存在するため、抵抗経路が低い rGO よりも導電性が低くなります。
4. 用途: GO はエネルギー貯蔵、センシング、触媒などの分野で用途が見出され、rGO はエレクトロニクス、フォトニクス、オプトエレクトロニクスで使用されます。
結論
GO と rGO は、それぞれ異なる特性と用途を持つ 2 つの重要なグラフェン形式です。 GO は酸素含有量が高く親水性が高いのに対し、rGO は疎水性で導電性が低くなります。グラフェンの各形式の適合性は、特定のアプリケーション要件によって異なります。 GO と rGO の違いを理解することは、特定の用途に適したグラフェンの形状を選択する際に重要です。
要約すると、GO と rGO は似ているように見えますが、まったく異なり、これらの違いを理解することで、研究者やエンジニアがプロジェクトに適切なグラフェン材料を選択することができます。
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