Title

REVELANDO A SUPERFÍCIE DO CARBONO: UMA ABORDAGEM MORFOLÓGICA MULTITÉCNICA DE GRAFITE, GNP E GO

UNVEILING CARBON SURFACES: A MULTITECHNIQUE MORPHOLOGICAL APPROACH TO GRAPHITE, GNPS AND GO

Authorship

BITTENCOURT, JOÃO VICTOR; MAGALHAES, CAMILA PRUDENTE; MATIAS, NATHALIA BATISTA LOPES; VITORAZI, LETÍCIA; COSTA, ULISSES OLIVEIRA

BITTENCOURT, JOÃO VICTOR

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MAGALHAES, CAMILA PRUDENTE

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MATIAS, NATHALIA BATISTA LOPES

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VITORAZI, LETÍCIA

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COSTA, ULISSES OLIVEIRA

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DOI

10.5151/2594-5327-42134

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Abstract

Materiais à base de carbono, como grafite, nanoplaquetas de grafeno (gNPs) e óxido de grafeno (GO), têm despertado crescente interesse devido às suas propriedades excepcionais e ao amplo potencial de aplicação em áreas como nanocompósitos, dispositivos eletrônicos e sensores. A morfologia desses materiais exerce influência direta sobre suas propriedades físico-químicas e, consequentemente, sobre seu desempenho em sistemas tecnológicos. Neste contexto, o presente trabalho realiza uma análise morfológica comparativa entre essas três formas alotrópicas de carbono, utilizando técnicas complementares de caracterização: Microscopia de Força Atômica (AFM), para análise topográfica com resolução vertical na escala nanométrica; Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), para visualização de estruturas em alta resolução com contraste topográfico; e Difração de Raios X (DRX), para identificação da estrutura cristalina. As amostras foram depositadas sobre substratos de silício e avaliadas quanto à rugosidade, distribuição de tamanhos e conformação superficial. Os resultados revelam diferenças morfológicas marcantes: o grafite apresenta grandes partículas lamelares com mais de 55 camadas, as gNPs exibem estruturas mais esfoliadas e delgadas, com menos de 40 camadas, enquanto o GO se caracteriza por folhas isoladas e altamente esfoliadas, contendo menos de 10 camadas. Esses achados ressaltam a relevância da caracterização morfológica na escolha e aplicação estratégica de derivados de carbono em sistemas multifuncionais avançados.

CARBON-BASED MATERIALS SUCH AS GRAPHITE, GRAPHENE NANOPLATELETS (GNPS), AND GRAPHENE OXIDE (GO) HAVE ATTRACTED SIGNIFICANT ATTENTION DUE TO THEIR OUTSTANDING PROPERTIES AND BROAD APPLICABILITY IN ADVANCED FIELDS SUCH AS NANOCOMPOSITES, ELECTRONICS, AND SENSORS. THE MORPHOLOGICAL STRUCTURE OF THESE MATERIALS DIRECTLY INFLUENCES THEIR PHYSICOCHEMICAL BEHAVIOR AND, CONSEQUENTLY, THEIR PERFORMANCE IN TECHNOLOGICAL SYSTEMS. IN THIS CONTEXT, THE PRESENT STUDY PRESENTS A COMPARATIVE MORPHOLOGICAL ANALYSIS OF THESE THREE ALLOTROPIC FORMS OF CARBON USING COMPLEMENTARY CHARACTERIZATION TECHNIQUES: ATOMIC FORCE MICROSCOPY (AFM), WHICH PROVIDES NANOMETRIC VERTICAL RESOLUTION AND TOPOGRAPHIC MAPPING; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM), WHICH OFFERS HIGH-RESOLUTION IMAGING WITH TOPOGRAPHIC CONTRAST; AND X-RAY DIFFRACTION (XRD), WHICH REVEALS CRYSTALLINE STRUCTURE INFORMATION. THE SAMPLES WERE DEPOSITED ON SILICON SUBSTRATES AND ANALYZED IN TERMS OF ROUGHNESS, SIZE DISTRIBUTION, AND SURFACE CONFORMATION. THE RESULTS REVEAL DISTINCT MORPHOLOGICAL FEATURES: GRAPHITE SHOWS LARGE LAMELLAR PARTICLES WITH MORE THAN 55 LAYERS; GNPS EXHIBIT MORE DELAMINATED AND THINNER STRUCTURES WITH FEWER THAN 40 LAYERS; WHILE GO PRESENTS ISOLATED, HIGHLY EXFOLIATED SHEETS WITH FEWER THAN 10 LAYERS. THESE FINDINGS HIGHLIGHT THE IMPORTANCE OF MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION FOR THE RATIONAL SELECTION AND APPLICATION OF CARBON DERIVATIVES IN ADVANCED MULTIFUNCTIONAL SYSTEMS.

Keywords

Grafite, Nanoplaquetas de Grafeno, Óxido de Grafeno, Morfologia Superficial.