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Few-Layer Graphene from Mechanical Exfoliation of Graphite-Based Materials: Structure-Dependent Characteristics

Authors :
Izabela Janowska
François Le Normand
Vasiliki Papaefthimiou
Thierry Romero
Dris Ihiawakrim
Sandra Paszkiewicz
Azhar A. Pirzado
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
West Pomeranian University of Technology Szczecin
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
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École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Source :
ChemEngineering, ChemEngineering, MDPI AG, 2019, 3 (2), pp.37. ⟨10.3390/chemengineering3020037⟩, ChemEngineering, 2019, 3 (2), pp.37. ⟨10.3390/chemengineering3020037⟩, ChemEngineering, Vol 3, Iss 2, p 37 (2019), Volume 3, Issue 2
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

We present a high-scale method to produce few-layer graphene (FLG) based on the mechanical exfoliation of graphite and compare the obtained FLG with the one reported earlier arising from pencil lead ablation. Several elements were modified and improved in the new approach. The purification and the ablation set-up were simplified, and the morphology of the FLG was modified and improved in view of some applications. The morphology-dependent properties of FLGs, lead-FLG, and graphite-FLG as conductive layers and in nanocomposites were investigated. The newly obtained FLG had a higher aspect ratio (high lateral size vs thickness/higher 2D aspect), which is reflected by enhanced transparency&ndash<br />conductivity features of the layer (film) and elongation-at-break behavior of the polymer composites. On the contrary, the nanocomposite containing lead-FLG showed, for instance, excellent gas barrier properties due to the multi-step structure of the lead-FLG flakes. Such structure exhibited less 2D and more 3D character, which can be highly suitable for applications where the presence of active/reactive edges is beneficial, e.g., in catalysis or supercapacitors&rsquo<br />electrodes. Nuclear reaction analysis was employed to investigate the morphology of graphite-FLG film.

Details

Language :
English
ISSN :
23057084
Database :
OpenAIRE
Journal :
ChemEngineering, ChemEngineering, MDPI AG, 2019, 3 (2), pp.37. ⟨10.3390/chemengineering3020037⟩, ChemEngineering, 2019, 3 (2), pp.37. ⟨10.3390/chemengineering3020037⟩, ChemEngineering, Vol 3, Iss 2, p 37 (2019), Volume 3, Issue 2
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ae07b626242e9dcc37a0befcd4ad8788
Full Text :
https://doi.org/10.3390/chemengineering3020037⟩