Nosilec: dr. Boštjan Genorio (FKKT)

Materiali na osnovi grafena so zanimivi zaradi potencialne uporabe v industriji. Izkazujejo odlicne elektricne, mehanske in toplotne lasnosti. Pripravimo jih lahko na razlicne nacine. Najbolj pogoste metode, kot so npr. depozicija iz kemijske pare, so zelo zamudne in drage. Z njimi lahko pripravimo le majhne kolicine materiala na sarzo. Da bo prislo do komercializacije in siroke potrosnje, bo potrebno resiti dva problema in sicer: a) razviti metode za pripravo vecjih kolicin visoko kvalitetnega materiala na osnovi grafena ter b) izboljsati kemijsko fizikalne lasnosti zaradi potencialne vgradnje grafenov v naprave.

Pri zasledovanju zgornjih ciljev bo fokus predlaganega RRP izboljsava enostavne metode za pripravo vecjih kolicin grafena, ki bo socasno tudi enostaven za procesiranje. Ena izmed slabih lasnosti grafena je ta, da jih je tezko dispregirati, zato jih je potrebno funkcionalizirati. Metoda, ki smo jo razvili v nasi skupini omogoca selektivno funkcionalizacijo z razlicnimi funkcionalinimi skupinami, brez da bi pri tem drasticno spremenili elektricne lastnosti. Najboljse rezultate smo dobili s komercialno dostopnimi ogljikovimi cevkami (CNTs), ki jih lahko pretvorimo v grafenske nanotrakove (GNRs). Kemijska metoda, ki smo jo razvili omogoca funkcionalizacijo grafena po robovih, z dolgimi alkilnimi verigami (A-GNRs). Alkilne verige na robovih mocno izboljsajo topnost grafenskih trakov v organskih topilih, brez da bi pri tem vplivali na prevodnost posameznih trakov.

Glede na nase znanje, bo cilj RRP priprava funkcionaliziranih grafenskih materialov z elektroaktivnimi organskimi molekulami. Pripravljene material bomo testirali v elektrolitskih celicah Li-ionskih baterij. Elektroaktivne molekule bomo sintetizirali iz organskih prekurzorjev. Organska kemija namrec odpira neomejene moznosti za prilagajanje elektricnih lastnosti sintetiziranih materialov. Poskusali bomo tudi pokazati koncept izboljsane perkolacije z interkalcaijo zelezovih nanodelcev med plasti funkcionaliziranih grafenov. V prejsnjih raziskavah smo namrec pokazali, da se prekolacija lahko izboljsa pri isti koncentraciji materiala v neprevodnih tekocinah. Zgoraj omenjeno je zelo pomembno za Li-ion baterije in bi lahko vplivalo na volumsko in masno kapaciteto baterij.