Ilinca Florența -Simon a [620567]

Universitatea Politehnica București
Facultatea de Inginerie Medicală
2017

GRAFENUL

Ilinca Florența -Simon a
Grupa 1434

Grafenul

1
CUPRINS

1. Generalități ………………….. ……………… ……………….. ……2
3. Structură ……………………… ………………………………. …….3
4. Proprietăți ………………………….. …………………… ………….5
5. Metode de sinteză ……………………………… ………………..7
6. Cost de producție………………………………………….. …….9
7. Aplicații …………………………………………………………. …..10
8. Bibliografie………………………………………………………….14

Grafenul

2
1. Generalități
Grafenul este un strat subțire de carbon, unic, strâns împachetat cu atomi de carbon
care sunt legați într -o rețea hexagonală. În termeni științifici, grafenul este un alotrop de
carbon în structura unui plan de atomi în stare de hibridizare sp2. Grafenul reprezint ă de
asemenea un element structural de bază al altor alotropi ai carbonului cum ar fi
nanotuburile de carbon sau fulerenele.

a) Diamant
b) Grafit
d) Fulerene
g) Carbon
amorf
h) Nanotub de
carbon

Figura 1 . Forme alotrope ale carbonului

A fost descoperit în anul 2004, prin exfolierea mecanică a grafitului pirolotic foarte
ordonat cu o bandă adezivă (scoth) , urmată de eliberarea foliilor de grafen pe Si/ SiO 2 după
îndepărtarea benzii adezive. Descoperirea aparține unui grup de cercetători britanici de la
Universitatea Manchester , condus de profesorul olandez Andre Geim. În 2010, profesorul
împreună cu Konstantin Novoselov primește Premiul Nobel pentru Fizică.
Carbonul este a doua cea mai abundentă masă din corpul uman și al patrulea cel mai
abundent element al universului (în masă), după hidrogen, heliu și oxigen. Acest lucru face
carbonul baza chim ică pentru toată viața cunoscută pe pământ, deci, grafenul ar putea fi
o soluție ecologică și durabilă pentru un număr aproape nelimitat de aplicații. Deși este se
întalnește în natură în cantități mari fiind alcătuit din numai din carbon , producerea și
izolarea grafenului nu sunt tocmai ieftine, în special atunci când e nevoie de folii de mari
dimensiuni .
Descoperirea grafenului a declanșat o explozie de studii științifice, până î n prezent
existâ nd deja peste 3000 de teze legate de grafen ș i peste 400 de patente de invenț ii pe
baza acestui material.
Există tot mai mulți cercetători care lucrează la analiza grafenului ș i din ce in ce mai
des se publică câte o nouă lucrare de cercetare asupra caracteristicilor remarcabile ale
acestui material. La fiecare câ teva luni se descoperă modalități noi ș i mai ief tine de
prelucrare în masă a grafenului.
Se investesc sume colosale în cercetare, sume care variază între zeci de milioane de
dolari până la ordinul de miliard.

Grafenul

3
2. Structură
Grafenul este format dintr -un singur strat de atomi de carbon, și de aceea este
materialul cel mai subțire posibil; astfel, pentru a atinge o grosime tota lă de numai 1 mm
sunt necesare 3.000.000 straturi de grafen alăturate. Din cauza subțirimii lor, foliile de
grafen luate individual sunt transparente.

Figura 2 . Folie transparentă de grafen

Figura 3. Așezarea atomilor în folia de grafen

Distanța dintre atomii de carbon ai grafenului este de 0.142 nanometri. Straturile de
grafen așezate unul peste celălalt formează grafitul, cu un spațiu interplanar de 0.335
nanometri .
Are o structură chimică foarte simplă, rigidă, dar în același timp este fină, regulată și
stabilă ( 1 mm grosime de grafen este compusă din 3 mili oane de straturi foarte fine
alăturate ).

Grafenul

4

Figura 3 . Aranjament bidimensional de a tomi de carbon dispuși în rețea hexagonală

Figura 4. Grafen (imagine mărită de 5000x cu un microscop electronic)

Grafenul

5
3. Proprietăți
Având în vedere faptul că este un material revoluționar, grafenul se identifică prin niște
proprietăți cu adevărat spectaculoase .
 Proprietăți electronice
Una dintre cele mai importante proprietăți ale grafenului este aceea că este un semimetal
cu dublă suprapunere (cu găuri și electroni ca suporturi de încărcare) și cu o conductivitatea
electrictrică foarte ridicată. Atomii de carbon au un total de 6 electr oni; 2 în carcasa interioară
și 4 în carcasa exterioară. Cei patru electroni din carcasa exterioară într -un atom de carbon
individual sunt disponibili pentru legarea chimică, dar în grafen, fiecare atom este conectat la
alți 3 atomi de carbon pe planul doi dimensional, lăsând un electron disponibil liber în cea de –
a treia dimensiune pentru conducerea electronică. Acești electroni extrem de mobili sunt numiți
electroni pi (π) și sunt localizați deasupra și sub foaia de grafen. Aceste orbitale pi se suprapun
și ajută la îmbunătățirea legăturilor carbon -carbon în grafen. În mod fundamental, proprietățile
electronice ale grafenului sunt dictate de legăturile și anticulele (benzile de ghidare și de
conducere) ale acestor pi orbitale.
Testele au arătat că mobilitatea electronică a grafenului este foarte ridicată . Se spune că
electronii de grafen acționează foarte mult ca fotoni în mobilitatea lor din cauza lipsei lor de
masă. Acești purtători de încărcătură pot deplasa distanțele sub -micromet rice fără împrăștiere,
un fenomen cunoscut sub numel e de transport balistic. Cu toate acestea, calitatea grafenului
și a substratului utilizat vor fi factorii limitativi.

 Proprietăți mecanice
O altă proprietate a grafenului este aceea a forței sale inerente. Datorită rezistenței
legăturilor de carbon de 0,142 Nm, grafenul este cel mai puternic material descoperit vreodată,
cu o rezistență maximă la tracțiune de 130 000 000 000 pascali (sau 130 gigapascali),
comparativ cu 400 000 000 pentru oțel ul structural A36 sau 375 700 000 pentru Aram id
(Kevlar) . Nu numai că grafenu este extraordinar de puternic, dar este și foarte ușor la 0.77
miligrame pe metru pătrat (pentru comparație, un metru pătrat de hârtie este de aproximativ
1000 de ori mai greu). Se spune adesea că o singură coală de grafen (cu o grosime de numai
1 atom) , suficientă pentru a acoperi un teren de fotbal întreg, va cântări sub 1 gram.
Ceea ce face grafenul și mai special este faptul că acesta conține, de asemenea,
proprietăți elastice, fiind capabil să își păstreze dimensiunea inițială după solicitare . În 2007,
testele microscopice cu forță atomică (AFM) au fost efectuate pe foi de grafen care au fost
suspendate pe cavități de dioxid de siliciu. Aceste teste au arătat că foile de grafen (cu grosimi
între 2 și 8 Nm) au avut constante Spring în domeniul 1 -5 N / m și un modul Young (diferit de
cel al grafitului tridimensional) de 0,5 TPa. Din nou, aceste cifre superlative se bazează pe
perspectivele teoretice care utilizează gr afenul, aducând u-l la rang de material perfect.
 Proprietăți optice
Abilita tea grafenului de a absorbi 2,3% din lumina albă este, de asemenea, o proprietate
unică și interesantă, în special având în vedere că are doar un atom grosime. Acest lucru se
datorează proprietăților sale electronice menționate mai su s: electronii acționează ca purtători
de încărcare fără masă , cu mobilitate foarte mare. Adăuga rea unui alt strat de grafen crește
cantitatea de lumină albă absorbită de aproximativ aceeași valoare (2,3%). Opacitatea
grafenului de ≈ 2,3% este egală cu o valoare de conductivitate dinamică universală de G = e2
/ 4ℏ (± 2-3%) în intervalul de frecven ță vizibil.

Grafenul

6
Datorită acestor caracteristici impresionante, s -a observat că odată ce intensitatea
optică atinge un anumit prag (cunoscut ca fluența de saturație) are loc o absorbție saturabilă
(lumina foarte intensă det ermină o reducere a absorbției) . Datorită proprietăților grafenului
absorbție saturabilă ultra-rapidă insensibilă la lungimea de undă, blocarea în regim de bandă
completă a fost realizată utilizând un laser de fibre soliton capabil să obțină regl area lungimii
de undă de 30 nm.

În concluzie este de reținut faptul că grafenul :
 are o rezistență mecanică foarte mare
 este foarte rigid pe o direcție și foarte flexibil pe altă direcție
 este cel mai puternic material ( de 300 de ori mai dur dec ât oțelul)
 este un material extrem de felxibil (poate f i intins precum cauciucul)
 este practic invizibil (transparent), dar conduce electricitatea și căldura mai bine decât
orice fir de cupru
 conductivitatea termică a grafenului întrece toate materialele cunoscute până în
prezent
 este cel mai ușor material existent (greutatea grafenului fiind aproximativ egal ă cu 0)
 este cel mai subțire material cunoscut
 este un material impermeabil
 este foarte dens (nici heliul nu poate trece prin acest material)
 are caracter regenerativ ( se autorepară astupând găurile produse în structura sa)

Grafenul

7
4. Metode de sinteză
Datorită interesului tuturor cercetătorilor și oamenilor de știință pentru grafenul care va
revolutiona lumea tehnologiei și nu numai , aceștia studiază îndeaproape procesele prin care
acesta se poate obține. Cu toate că producerea ș i izolarea grafenului are la bază un procedeu
simplu, e nevoie de multe repet ări, ceea ce face ca prețul de obținere să crească destul de
mult.
În prezent, grafenul este obți nut la temperaturi foarte ridicate, de 1000°C , folosind
depunerea chimică de vapori, sistem complex ș i cu un randam ent relativ scazut.
La fiecare câteva luni oamenii de sțiintă descoperă modalităti noi ș i mai ieftine de
prelucrare in masă a grafenului. Tehnologia de producere a grafenului se matur izează pe zi
ce trece, având un impact direct atât asupra înțelegerii fe nomenelor chimice ș i fizice care stau
la baza sa, cât și asupra fezabilității ș i a aplicațiilor sale.
Alternative de obținere a grafenului :
 prin arderea magneziului în gheață carbonică
Cercetătorii de la Universitatea Northern(Illinois) au găsit această m etodă ca fiind una mai
ușoară, mai rapidă și mai ecologică de obținere a grafenului. Aceștia consideră faptul că
înainte de inițierea grafenului la scară largă este necesară perfecționarea extragerii pentru a
obține un material cât mai pur și cu o bună cal itate cristalografică.
 printr -o tehnică de epitaxie asupra carburii de siliciu
O echipă de oameni de știință polonezi a descoperit această metodă care are loc sub
presiune într -un mediu gazos. Mai exact carbura de siliciu este încălzită pentru ca atomii de
siliciu din straturile exterioare să se evapore în timp ce atomii de carbon care mai rămân se
organizează în straturi subțiri de grafen. Se obțin folii de grafen cu o suprafață care poate
ajunge până la 25 cm2 și o structură omogenă. Ceea ce face această descoperire interesantă
este costul de producție convenabil care poate duce la o producere masivă a grafenului.
 folosind hidrocarburi, oxigen și o bujie
Fizicienii de la Kansas State University au făcut o descoperire a ca fiind una secundară a
unui alt pr oiect la care aceștia lucrau. Metoda patentată implică introducerea de oxigen și
acetilenă sau etilenă într -o cameră specială, bujia comandând o detonare ce produce grafen
în cantități ridicate. Această variantă de obținere este una simplă ce nu implică fo losirea
vreunui catalizator sau chimicale.
 prin extragere din aproape orice conține carbon (mâncare, insecte, deșeuri)
Chimistul James Tour a explicat cum se poate extrage grafenul dintr -o gamă extrem de
diversă de materiale : iarbă, ciocolată, polistiren, picior de g ândac sau chiar excremente de
câine. Conform prezentării lui și a echipei sale de cercetători din Texas grafenul se formează
pe o parte a unei foițe de cupru în timp ce sursele de carbon solid se descompun pe cealaltă
parte a pelicul ei unde rămân și rezidurile astfel rezultate. Procesul durează aproximativ 15
minute și se desfășoară într -un cuptor cu argon și hidrogen gazos supraîncălzite la
temperatura de 1050 de grade Celsius.

Grafenul

8
 din ulei de boabe de soia
Oamenii de știință australieni au brevetat o nouă ipoteză în ceea ce privește obținerea
grafenului care contrazice nevoia unui mediu strict controlat demonstrând că se poate realiza
același lucru prin utilizarea aerului ambiental cu un precursor natural, producția materialului
fiind as tfel mai rapidă și mai simplă. Acest proces ce presupune aerul din mediul înconjurător
pentru fabricarea grafenului este rapid, simplu și are potențialul de a fi extins și de a fi ușor de
integrat. Conform organizației științifice u leiul obținut din boabe de soia se descompune în
unități de carbon esențiale pentru producția grafenului sintetic atunci când este expus la
căldură. În momentul în care uleiul de soia este încălzit din acesta poate fi extras carbonul
necesar pentru crearea grafenului, uleiul de soia este apoi răcit brusc și turnat pe o foaie de
nichel .
 în buc ătărie
Exper ții irlandezi susțin că se poate o bține grafen în bucătaria de acasă cu aju torul u nui
mixer de bucatărie folosin d detergent de vase, apă și pudră de grafit (material folosit pent ru
minele de creion). Acești a u produs în urma experimentului circa 21 de grame de grafen din
300 de litri de ap ă și detergent . Procesul poate fi adus la scară indust rială, iar după calculele
special iștilor ar putea fi produse 100 de grame de material pe or ă folosind o cuvă de 10.000
litri și un motor potrivit.

Figur a 5. Foiță milimetrică de grafen

Grafenul

9
5. Cost de produc ție
Descoperirea recent ă a grafenului care promite a că va revoluționa lumea prin proprietățile
sale deosebite nu a fost așa ușoară. Problema care împiedicat inițial studiul dezvoltării
grafenului de înaltă calitate în scopuri comerciale a fost aceea de cost foarte ridicat a unui
proce s complex (de vaporizare chimică) care uti liza substanțe toxice.
Prețul grafenului este legat de calilatea sa și s -a descoperit că nu toate aplicațiile necesită
o calitate superioară a material ului.
În domeniul biomedical grafenul folosit vine sub forma de pulbere de oxid de grafe n care
are un cost foarte mic și este utilizat pe ntru obținerea de hârtie conductivă (pentru analiza
ADN) și pentru diverse aplicații complexe și biotehnologice avansate. Oxidul de grafen nu
prezintă proprietăți electronice suficient de bune pentru a fi folosit pentru baterii, celule solare,
LED-uri, ferestre inte ligente sau alte aplicații opto -electronice avansate.
Grafenul exfoliat mecanic (prima descoperire de obținere a grafenului) vine în fulgi mici, de
înaltă calitate. S-a demonstrat că acest proces de obținere are cele mai bune proprietăți fizice,
ajungându -se la idealul teoretic în ceea ce privește conductibilitatea curentului și rezistența
mecanică. Prețul unui fulg de grafen poate ajunge la câteva mi i de dolari, pentru o aplicație
fiind necesari câțiva fu lgi care să acopere o suprafață de un centimetru pătrat.
În câțiva ani, prețu l de grafen poate scădea sub cel al siliciului, ceea ce permite grafenului
să intre pe toate piețele dominate în prezent de siliciu, cum ar fi calculul, producția de cipuri,
senzori, celulel e solare etc. Între timp, grafenul va continua să fie utilizat pentru aplicații pe
care alte materiale pur și simplu nu le pot suporta. De exemplu, siliciul nu poate fi integrat în
viitoarele smartphone -uri flexibile, deoarece siliciul este fragil și se va rupe la încovoiere.
Grafenul oferă o soluție competitivă care ar putea duce în urmatoarele decenii la utilizarea sa
pe scară largă atât în aplicații unice c ât și pentru menținerea unui progres tehnologic constant.

Figura 6. Estimă ri de preț ale grafenului în urmă torii ani

Grafenul

10
6. Aplicații
Cât de revoluționar este într-adevăr materialul secolului rămâne de văzut din punct de
vedere al aplicațiilor. Proprietățile sale u imitoare, fiind cel mai ușor și cel mai puternic material,
comparativ cu capacitatea sa de a conduce căldură și electricitate mai bine decât orice altceva,
înseamnă că poate fi integrat într -un număr mare de aplicații. Inițial, acest lucru va însemna
că gr afenul este folosit pentru a îmbunătăți performanța și eficiența materialelor și substanțelor
curente, dar în viitor va fi dezvoltat împreună cu alte cristale bidimensionale (2D) pentru a crea
compuși chiar mai uimitori pentru a se potrivi cu o gamă mai largă de aplicații.
Există câteva domenii importante în care grafenul poate ocup a locul fruntaș în alegerea
celui mai bun material pentru anumite aplicații. Utilizarea lui este din ce în ce mai mult luată î n
consider are, iar datorită acestui aspect se investesc sume colosale în cercetare.
 Electronică optică

Un domeniu special în care vom începe în curând să vedem grafenul utilizat la scară
comercială este cel din domeniul opto -electronicii, în special ecrane tactile, ecrane cu cristale
lichide (LCD) și diode organice emise de lumină (OLED). Pentru ca un material să poată fi
utilizat în aplicații opto =electronice, acesta trebuie să poată transmite mai mult de 90% din
lumină și să o fere, de asemenea, proprietăți conductive elec trice de peste 1 x 106 Ω1m1 și
rezistență electrică scăzută. Grafenul este un material aproape complet transparent și este
capabil să transmită optic până la 97,7% din lumină. De asemenea, este fo arte conductiv astfel
putând funcționa foarte bine în aplicațiile opto -electronice cum ar fi ecranele LCD touchscreen
pentru smartphone -uri, tablete și computere desktop și televizoare.

 Ultraf iltrare

O altă proprietate a grafenului este că în timp ce permite tre cerea apei prin el, acesta este
aproape complet impermeabil la lichide și gaze (chiar și molecule relativ mici de heliu). Aceasta
înseamnă că grafenul poate fi folosit ca mediu de ultrafiltrare pentru a acționa ca o barieră
între două substanțe. Beneficiul utilizării grafenului este că acesta are doar un singur atom
gros și poate fi dezvoltat și ca o barieră care măsoară electronic presiunile între cele două
substanțe (printre multe alte variabile). În prezent, grafenul este mult mai puternic și mai puțin
fragil decât oxidul de aluminiu (utilizat în prezent în aplicații de filtrare sub 100nm). Astfel
grafenu l este dezvoltat pentru a fi utilizat în sistemele de filtrare a apei, sistemele de
desalinizare și crearea eficientă și viabilă din punct de vedere economic a biocarburanților.

 Ingineria aerospațială

Grafenul este puternic, rigid și foarte ușor. În prezent, inginerii aerospațial i încorporează
fibră de carbon î n producția de aeronave, fiind de asemenea foarte puternică și ușoară. Cu
toate acestea, grafenul este mult mai puternic, fiind totodată mult mai ușor. În cele din urmă,
este de așteptat ca grafenul să fie utilizat (probab il integrat în materiale plastice cum ar fi
epoxidul) pentru a crea un material care să înlocuiască oțelul în structura aeronavei,
îmbunătățind eficiența combu stibilului și reducerea greutății. Datorită conductivității sale
electrice, aceasta poate fi utilizat chiar și pentru a acoperi materialul de suprafață al avionului
pentru a preveni daunele electrice rezultate din loviturile de trăsnet.

Grafenul

11
 Celule fotovoltaice

Datorită niveluri lor foarte scăzute de absorbție a luminii (la aproximativ 2,7% din lumina
albă) o ferind totodată mobilitate ridicată a electronilor, grafenul poate fi utilizat ca alternativă
la siliciu în fabricarea celulelor fotovoltaice. Siliconul este utilizat în prezent pe scară largă în
producția de celule fotovoltaice, dar în timp ce cel ulele de siliciu sunt foarte scumpe pentru a
produce, celulele bazate pe grafen poate lua avans și în acest domeniu.
 Stocare a energiei

Un domeniu de cercetare care este foarte studiat este stocarea energiei. În timp ce toate
domeniile electronicii au avansat într -o rată foar te rapidă în ultimele decenii (cu referire la legea
lui Moore care prevede că numărul de tranzistoare utilizate în circuitele electronice se va dubla
la fiecare 2 ani), problema a fost întotdeauna stocarea energiei în baterii și condensatoare
atunci când n u este utilizat. Aceste soluții de stocare a energiei se dezvoltă într -un ritm mult
mai lent. Problema este că: o baterie poate să dețină o mulțime de energie, dar poate dura
mult timp pentru încărcare, un condensator, pe de altă parte, poate fi încărcat f oarte repede,
dar nu poate să dețină atât de multă energie ). Soluția este de a dezvolta componente de
stocare a energiei, cum ar fi fie un supercapacitor, fie o baterie care este capabilă să ofere
ambele caracteris tici pozitive fără compromisuri . În preze nt, oamenii de știință lucrează la
îmbunătățirea capacităților bateriilor cu litiu -ion (prin încorporarea grafenului ca anod) pentru
a oferi capacități de stocare mult mai mari, cu mult mai bună longevitate și rată de încărcare.
De asemenea, grafenul este studiat și dezvoltat pentru a fi utilizat în fabricarea
supercapacitorilor care pot fi încărcați foarte repede, dar de asemenea să poată stoca o
cantitate mare de energie electrică.
 Inginerie biomedicală

Bioingineria va fi cu siguranță un domeniu în care grafenul va deveni o parte vitală a
viitorului deși unele obstacole trebuie să fie depășite înainte de a fi utilizate. Estimările actuale
sugerează până în 2030 vom începe să vedem grafen ul pe scară largă în aplicații biologice,
deoarece trebuie încă să înțelegem biocompati bilitatea sa (și trebuie să treacă prin numeroase
studii de siguranță, clinice și de reglementare care durează foarte mult timp). În domeniul
medical graf enul poate fi utilizat și în forme derivate cum ar fi oxidul de grafen, film de grafen
sau film de grafen redus.
Administrare de medicamente și material genetic
Grafenul și derivații săi sunt cele mai recente materiale care urmează a fi proiectate pentru
administrare de medicamente și material genetic cât și pentru eliberare controlată. Capacitatea
de fi solubil în apă și insolubil în compuși activi și de a se atașa pe diferite porțiuni datorit ă
plachetelor de direcționare a oxidului de grafen, aceasta ar putea fi utilizat în administrarea
țintă sau non -țintă a medicamentelor sau a materialulu i genetic. Funcționalizarea plachetelor
de oxid de grafen este extrem de importantă pentru îmbunatățirea biocompatibilității și
solubilității grafenului, dar și pentru obținerea unei administrări bine direcționate și diverse
tratamente terapeutice. Cea mai bună variantă pentru a obține un material cu performanțe
ridicate este modificarea chimică a oxidului de grafen prin atașarea cova lentă a unui polimer.
S-a demonstrat de asemenea că oxidul de grafen poate fi el însuși un medicament care poate
trata cancerul .
Ingineria tisulară
Ingineria țesuturilor se bazează pe proiectarea scaffold -urilor biocompatibile cu proprietăți
fizice, chimi ce și mecanice adecvate. Grafenul este de interes ca material pentru scaffold -uri

Grafenul

12
datorită elasticității , flexibilit ății, suprafaței mari, adaptabilității și funcționalității . Oxidul de
grafen și oxidul de grafe n redus , sub formă de filme subțiri, s -au dovedit a fi scaffold -uri
adecvate pentru creșterea fibroblaste lor la mamifere, de oarece acestea prezintă bună
biocompatibilitate ca material de a coperire a suprafeței, fără a induce efecte dăunătoare în
timp ce se îmbunătățesc unele funcții celulare.

Imagistică moleculară
Oxidul e grafen a fost utilizat ca marker fluorescent pentru studiile de imagistică
intramoleculară prin intermediul imagistici i optice. Nanooxidul de grafen pe bază de glicerină
s-a dovedit a fi fotoluminescent în spectrul vizibil și intraroșu.

Figura 7. Rezultate ale unor studii care arată faptul că grafenul accelerează diferențierea celulelor
osoase
Biosenzori
Proprietăți le electrochimice unice ale grafenului includ o gamă electrochimică largă :
rezistență la tra nsfer redus ă, vârfuri redox bine definit e și cinetică rapidă de transfer de
electroni. Datorită acestor capacități grafenul ar putea fi foarte potrivit ca electro d în biosenzorii
electrochimici . O altă caracteristică importantă necesară în biosenz orii optici este capacitatea
sa de a să fie funcțional, capacitate care poate fi îndeplinită de oxidul de grafen.
Examinare TEM/ HRTEM
Microscopia electronică cu transmisie (TEM) și microscopia electronică cu transmisie
de înaltă rezoluție (HRTE M) permit investigarea multor molecule diferite. Suporturile existente
TEM au anumite limitări atunci când se examinează nanoparticulele, biomoleculele și
materialele biologice d in cauza interferențelor provenite de pe platformă. Aceste limitări pot fi
înlaturate prin utilizarea unei membrane de grafen continuă și conductivă care nu interferează
cu analiza moleculelor.

Grafenul

13

Aplicație Formă adecvată Avantaje
Administare de
medicamente și
material genetic Oxid de grafen
Oxid de grafen redus biocompatibilitate excelentă
stabilitate
capacitatea de încărcare a diverse molecule
Inginerie tisulară Film de grafen
Oxid de grafen
Oxid de grafen redus biocompatibilitate
elasticitate și flexibilitate
adaptabilitate și funcționalitate
Biosenzori
electrochimi Film de grafen
Oxid de grafen redus transfer rapid de electroni
zgomot mic de f ond
Biosenzori optic i
(FRET) Oxid de grafen
protecție impotriva degradării enzimatice
capacitatea transportării în celulele vii și în
sisteme in -vivo
Biosenzori
electrici Film de gr afen zgomot electric și termic scăzut
capacitate de detectare atât pozitiv ă cât și
negativ ă
Bioelectronice,
implanturi Film de gr afen mobilitate ridicată a electronilor
flexibilitate și adaptabilitate
Suporturi TEM Film de gr afen vizualizare directă a m oleculelor organice
constrast crescut, grosime atomică
Tabel 1. Grafenul în aplicații biomedicale

Grafenul

14
Bibliografie