Estudio de síntesis y propiedades eléctricas de materiales híbridos de óxido de grafeno-poli(monometil itaconato)

Abstract

Se describe la síntesis de un material híbrido en base a grafeno y su caracterización. Este material híbrido consiste en la unión covalente entre grafeno y nanopartículas de titanato de estroncio. Esta unión, se logró mediante la presencia de poli(monometil itaconato) injertado en la superficie de grafeno. Por un lado, el grafeno injertado con poli(monometil itaconato) se obtiene mediante una reacción de polimerización controlada del tipo ATRP iniciada en la superficie de grafeno. Por otro lado, las nanopartículas de titanato de estroncio fueron funcionalizadas con (3-aminopropil)trietoxisilano que permite que las nanopartículas presenten grupos aminos primarios. La reacción entre los grupos ácidos presentes en el poli(monometil itaconato) injertado en grafeno y los grupos aminos primarios dio lugar a la unión covalente entre ambos, grafeno y nanopartículas de titanato de estroncio. El objetivo de la obtención de estos materiales se fundamenta en que el grafeno imparte conductividad eléctrica y térmica y el titanato de estroncio posee una permitividad dieléctrica muy alta. Los resultados obtenidos son promisorios, dado que el material híbrido resultante presentó permitividad dieléctrica de 108 (0.1 Hz) y conductividad eléctrica de 10-2 S/m (0.1 Hz)

The synthesis of a graphene-based hybrid material and its characterization is described. This hybrid material consists of the covalent bond between graphene and strontium titanate nanoparticles. This covalent bonding was achieved by the presence of grafted poly (monomethyl itaconate) on the graphene surface. On the one hand, graphene grafted with poly (monomethyl itaconate) is obtained by a controlled polymerization reaction of ATRP type initiated on the graphene surface. On the other hand, strontium titanate nanoparticles were functionalized with (3-aminopropyl)triethoxysilane which allows the nanoparticles to have primary amino groups. The reaction between the acid groups present in the graphene grafted poly(monomethyl itaconate) and the primary amino groups gave rise to the covalent bond between both graphene and strontium titanate nanoparticles. The objective of obtaining these materials is that graphene imparts electrical and thermal conductivity and strontium titanate has a very high dielectric permittivity. The results obtained are promising, given that the resulting hybrid material presented dielectric permittivity of 108 (0.1 Hz) and electrical conductivity of 10-2 S/m (0.1 Hz)