Hasta aquí este hilo🧵 sobre mi tesis👩‍🔬, espero que hayáis aprendido 👩‍🏫un poquito sobre lo que hago y sobre lo que me queda por hacer📚. ¡Muchas gracias por llegar hasta aquí!🫶

Se prevé usar el nanocompuesto grafeno-TiO2 con el mismo fin🔋, para estudiar posibles mejoras🔛. Pero tiempo al tiempo🕐, ¡que es mi primer año! 👶

Volviendo al inicio de este hilo, el fin de esta investigación es obtener un nanocompuesto con aplicaciones en medioambiente y energía🌍🔌. El grafeno sintetizado por un montaje análogo al empleado en estas síntesis ha proporcionado muy buenos resultados en la producción de baterías de litio🔋📈.

Con un proceso análogo se podrían sintetizar otros nanocompuestos de grafeno🕸️, como grafeno-oro🪙. Sin embargo, en un futuro más cercano⌛ prevemos modificar el precursor para tratar de controlar la morfología del TiO2. Necesitaremos modificar el montaje experimental🔧, tal vez una nueva patente🤔…

Aparecen estructuras irregulares, como conglomerados de nanopartículas 🫧e incluso algo de titanio metálico🔗. Podréis decirme que a ninguna madre🫄 le parecen feos sus hijos🤱, pero ¡es que es la primera vez que se sintetiza grafeno-TiO2 mediante plasma de microondas a presión atmosférica👩‍🎓!

Las estructuras de TiO2 aparecen mayoritariamente con morfología esférica🟢 y con un tamaño en torno a los 100 nm📏. Pero también tenemos nanoesferitas de entre 20-50 nm👌, ideales para mejorar la naturaleza catalizadora del TiO2⚗️.

Wow cuántas buenas noticias. Vamos a ver si la microscopía TEM nos sigue dando alegrías. Efectivamente, la matriz es carbonosa y tiene morfología de grafeno, aparecen múltiples estructuras de TiO2… ¡Ohh! La fusión no siempre da el mismo tipo de estructuras.

Otra de nuestras preocupaciones era si aparecería 🔎 TiO2 en el nanocompuesto resultante🔬. En este caso fue la espectroscopía Raman🔦 la que nos ayudó a determinar que sí, ¡teníamos TiO2 en diferentes fases cristalinas💠! Además, corroboramos que la calidad de nuestro grafeno permanecía intacta.

Uno de los retos⛰️ que enfrentamos es mantener la calidad✅ del grafeno al modificar precursores o el dispositivo. ¡Y bingo🎯! Según espectroscopía XPS, el 98 % del material es carbono⚛️, y casi el 90 % está en forma de enlaces sp², característicos del grafeno😁.

¿En qué punto nos encontramos📍? Se ha logrado elegir los precursores adecuados🫗 para obtener un nanocompuesto de grafeno-TiO₂, con una tasa de 110 mg/h👍. Para ello, diseñamos un dispositivo experimental👩‍🏭 que está en proceso de patente🤐… ¡mejor nos centramos en el material!🤫

Para la síntesis del nanocompuesto⚛️ grafeno-TiO2 se necesitan precursores🥃 diferentes al empleado en la síntesis de grafeno. Por lo tanto, aunque vamos a usar la antorcha de microondas TIAGO⚡, hay que modificar parte del montaje experimental🪛🔧.

Este es el montaje experimental empleado en la síntesis de grafeno. Argón y etanol se mezclan y se introducen en estado gaseoso😶‍🌫️ dentro del reactor mediante una antorcha de microondas TIAGO. El blindaje que rodea el reactor evita las fugas de radiación☢️, optimizando la producción de material sólido.

Ya se ha demostrado la capacidad de este tipo de plasmas para sintetizar grafeno🕸️ empleando etanol🫗 como precursor, obteniendo una tasa de producción del orden de 100 mg/h😲. Este grafeno es de alta calidad🔝. Sin embargo, aún no se ha implementado esta tecnología en la síntesis de grafeno-TiO2🤔.

Ese es mi trabajo👩‍🔬: sintetizar grafeno-TiO₂ usando plasmas de microondas a presión atmosférica. El plasma es muy reactivo💥, capaz de descomponer moléculas⚛️ y recombinarlas🔁. Al operar con potencia de microondas y a presión atmosférica, sería un proceso limpio e implementable industrialmente📈👩‍🏭.

El principal inconveniente☹️ del grafeno-TiO₂ es que los métodos químicos🧪 actuales son lentos🐌, producen material de baja calidad y son dañinos para el medio ambiente⛔♻️, limitando su producción📉 y aplicación a gran escala🏭.

Estas propiedades nos permiten tanto descontaminar aguas residuales🚰, ya que el grafeno se encarga de actuar de filtro🥅 captando las partículas y el TiO₂ de descomponerlas, como fabricar cátodos de baterías de litio🪫, aumentando los ciclos de vida🔄 y mejorando el rendimiento🔋.

Así, el nanocompuesto grafeno-TiO2 cuenta con una matriz de grafeno en la que se depositan nanopartículas de TiO2. El grafeno es un nanomaterial de carbono caracterizado por sus altas conductividad⚡ y superficie específica, mientras que el TiO2 es interesante por su alta reactividad catalizadora⚛️.

Llamamos nanomateriales a aquellos que tienen alguna dimensión inferior a 100 nm🤏: ¡Diez mil veces más pequeña que la cabeza de un alfiler🪡! Esto hace que tengan propiedades muy específicas. Al igual que en las fusiones en Dragon Ball💥, al unirlos en nanocompuestos, combinan y mejoran propiedades💪.