محیطی امن برای تولید نانوصفحه های اکسید گرافن کاهش یافته با استفاده از آمینو اسید

بازدیدها: ۵۳

در طول نیم دهه ی اخیر، گرافن شیمیایی اصلاح شده (CMG) به واسطه ی داشتن خواص الکترونیکی، مکانیکی و گرمایی برای کاربردهای بسیاری مورد مطالعه قرار گرفته است، مثل کامپوزیت پلیمری، مواد مربوط به انرژی، سنسورها، مواد مثل کاغذ، ترانزیستورهای اثر میدانی و کاربردهای بیودارویی. به طور کلی، واکنش های شیمیایی اکسید گرافن اصلاح شده میتواند به ۱- کاهش یافتن (حذف گروه اکسیژن از اکسید گرافن) و ۲- عامل دار کردن شیمیایی (اضافه کردن سایر عامل های شیمیایی به اکسید گرافن) دسته بندی شود.

در بین واکنش های شیمیایی گرافن، فرایند کاهش یافتن به خاطر وجود شباهت بین اکسید گرافن کاهش یافته و گرافن دست نخورده بسیار حائز اهمیت است. به طور کلی، از هیدرازین، دی متیل هیدرازین و NaBH_۴ برای آماده سازی RGO استفاده میشود، اما آنها هم سمی و هم خطرناک هستند. بنابراین خیلی مهم است که کاهش موثر و در محیطی امن به منظور کاهش GO برای آماده سازی RGO انجام شود. البته تا سال ۲۰۱۱ هیچ آماده سازی RGO ای توسط کاهش GO از طریق آمینو اسیدها گزارش نشده بود.

آقای چن (Dezhi Chen)  و همکارانش یک روش ساده برای آماده سازی نانوصفحه های RGO پیشنهاد دادند که از L-cysteine به عنوان کاهش گر استفاده میشد. L-cysteine یک آمینو اسید است که شامل گروه تیول است. تیول برای تشکیل دی سولفید مشتق سیستین به اکسید شدن حساس است. با توجه به توانایی تیول ها در متحمل شدن واکنش های اکسایش-کاهش، L-cysteine دارای خواص آنتی اکسیدانی است. خواص آنتی اکسیدانی L-cysteine معمولا در گلوتاتیون تریپپتید بیان میشوند که در انسان هم مانند سایر ارگانیسم ها اتفاق می افتد. با استفاده از خاصیت طبیعت آنتی اکسیدانی L-cysteine چن و همکارانش توانستند نانوصفحه های RGO را در محلول آبی تحت شرایط  معتدل بسازند. رسانش نانوصفحه های اکسید گرافن کاهش یافته ی تولید شده به این روش در مقایسه با رسانش اکسید گرافن به اندازه ی ۱۰^۶ بار افزایش میابد. این اولین گزارش درباره ی استفاده از آمینواسیدها به عنوان یک کاهش گر برای آماده سازی نانوورقه های اکسید گرافن کاهش یافته بود. این فرایند یک مسیر جاگزین برای تولید نانوصفحه های اکسید گرافن کاهش یافته در مقایس بزرگ به منظور کاربردهای هایی که نیاز به این ماده دارند پیشنهاد میدهد.