Titelaufnahme

Die vielversprechendste Methode zur ökologisch unbedenklichen, industriell realisierbaren Herstellung von Graphen ist die Synthese wässriger Graphen Dispersionen. Wässrige Graphen Dispersionen dienen der Herstellung elektrisch leitfähiger Graphen Schichten (TCFs). Hexamethoxymethyl Melamin (HMMM) ist ein in der Lackindustrie verbreiteter Vernetzer, welcher bereits zu Synthese wässriger Nanopartikel Dispersionen verwendet wurde. Zusätzlich wurde gezeigt, dass das Material eine hohe Affinität zu Graphen zeigt. Wässrige Graphen Dispersionen wurden durch Verwendung von HMMM Emulsionen und HMMM Nanopartikel Dispersionen hergestellt. Kationische Abscheidung (C-ED) von G-MP+ resultiert in leitfähigen transparenten Graphen Filmen. Die Filme zeigen Schichtdicken zwischen 11 und 105 nm. Schichtdickensteuerung hängt von Spannung, Dauer und Partikelkonzentration ab. Monolagenfilme zeigen Schichtdicken von 12 nm und Leitfähigkeiten bis 3.104 Sm-1. Layer-by-Layer Abscheidung von G-MP+ und G-M- resultiert in dicht gepackten, glatten Graphen Dünnschichten. LBL Filme wurden sowohl durch Dipcoating als auch Spray-Coating hergestellt. Durch die Wahl der Anzahl abgeschiedener Doppelschichten lässt sich die Gesamtschichtdicke sehr genau zwischen 15 und 300 nm einstellen.

The most promising route towards large-scale, ecologically reasonable graphene synthesis relies on production of aqueous dispersions. Aqueous graphene dispersions are easily deposited to yield conductive thin films (TCFs). Hexamethoxymethyl melamine (HMMM) is a widely used cross-linking agent in the coatings industry and was previously employed to synthesize aqueous nano particle dispersions (MP). In addition it was shown that s-triazines in general show a high affinity towards graphene and some were successfully employed for synthesis of graphene composite dispersions. Aqueous graphene dispersions were synthesized using both HMMM emulsions and HMMM nano particle dispersions. Cathodic electrodeposition (C-ED) of G-MP results in highly conductive transparent graphene thin films. The deposited films exhibit thicknesses between 11 and 105 nm. Thickness control relies on deposition voltage, duration and G-MP concentration. Monolayer films with thickness around 12 nm exhibit conductivities up to 3 104 Sm-1. Layer-by-layer assembly (LBL) of G-MP and G-M results in densely packed, smooth graphene thin films. LBL films were prepared by dip (D-LBL) and spray (S-LBL) coating. By choosing the suitable number of double layers the thickness of the deposited films can accurately controlled between 15 and 300 nm.