Caratterizzazione delle proprietà elettriche dell'ossido di grafene ridotto mediante acido ascorbico

Graphene is a material consisting of a monoatomic layer of carbon and it was isolated for the first time in 2004 by two Russian physicists. Thanks to its excellent characteristics, graphene has been proposed as able to transform the world of materials, including the electrical conductors since it presents a resistivity even lower than that of the silver. Since the reduction of graphene oxide is considered the easier method to obtain a graphene like material, researches are therefore focusing their studies on the optimization of this compound for large scale production. In this thesis I investigate some aspects of the graphene oxide, which has been reduced through the ascorbic acid, and estimated its resistivity using a very easy, low-cost and sustainable process for the deposition of this material on a substrate and the subsequent reduction. In order to study the characteristics of the produced material, several analysis were performed, including also interdisciplinary approaches and a large number of tests and measurements. The results obtained in this study encourage us to pursue this line of research in the next future. In particular, in order to achieve further developments, it will be necessary to improve both the deposition and the reduction processes, with the aim of a more uniform distribution of the material, the optimization of the concentrations of the solutions used for the deposition as well as the chemical reduction.

Il grafene, materiale composto da uno strato monoatomico di carbonio e isolato nel 2004 da due fisici russi, promette di rivoluzionare il mondo dei materiali grazie alle sue eccellenti proprietà, risultando essere il miglior conduttore elettrico conosciuto. La riduzione dell’ossido di grafene risulta attualmente la via più promettente per ottenere un materiale con caratteristiche simili al grafene su larga scala, per cui la ricerca si sta concentrando molto su questo metodo. In questo lavoro di tesi si sono volute studiare alcune proprietà e stimare la resistività dell’ossido di grafene, che è stato ridotto mediante acido ascorbico, utilizzando un processo estremamente semplice, economico ed ecosostenibile per quanto riguarda la deposizione su substrato e la riduzione. Sono state svolte molte prove, anche di carattere interdisciplinare, e sono state effettuate un grande numero di misurazioni per studiare le caratteristiche del materiale prodotto. I risultati così ottenuti si sono dimostrati interessanti ed incoraggiano a proseguire in questa ricerca. In particolare, in ottica di ulteriori sviluppi, sarà necessario indirizzarsi verso il miglioramento del processo di deposizione, al fine di garantire una distribuzione più uniforme del materiale, e a quello di riduzione, provando a variare le concentrazioni delle soluzioni utilizzate per la deposizione e per la riduzione chimica.