p Pesquisadores no Japão desenvolveram uma técnica nova, porém simples, chamado de "montagem camada por camada conduzida por difusão, "para construir o grafeno em estruturas tridimensionais porosas (3D) para aplicações em dispositivos como baterias e supercapacitores. Seu estudo foi publicado recentemente na revista Nature Communications . p O grafeno é essencialmente uma folha ultrafina de carbono e possui propriedades interessantes, como alta estabilidade mecânica e notável condutividade elétrica. Foi apontado como o material da próxima geração que pode revolucionar a tecnologia existente e os setores de energia como os conhecemos.

p Contudo, a estrutura fina do grafeno também atua como um grande obstáculo para usos práticos. Ao juntar essas pequenas folhas em estruturas maiores, as folhas são empilhadas facilmente umas com as outras, resultando em uma perda significativa de propriedades únicas do material. Embora várias estratégias tenham sido propostas para lidar com esse problema difícil, eles costumam ser caros, demorado, e difícil de aumentar.

p Para superar este desafio, os pesquisadores do Instituto de Ciências Integradas de Materiais Células (iCeMS) da Universidade de Kyoto pegaram emprestado um princípio da química do polímero e o desenvolveram em uma técnica para montar o grafeno em arquiteturas 3D porosas, evitando o empilhamento entre as folhas. Ao colocar o óxido de grafeno (uma forma oxidada de grafeno) em contato com um polímero de carga oposta, os dois componentes podem formar uma camada composta estável, um processo também conhecido como "complexação interfacial".

p "Interessantemente, o polímero pode se difundir continuamente através da interface e induzir reações adicionais, o que permitiu que o compósito à base de grafeno se desenvolvesse em estruturas multicamadas espessas. Portanto, chamamos esse processo de 'montagem camada por camada conduzida por difusão', "explicou Jianli Zou, um co-investigador do projeto.

p Os produtos resultantes exibem uma estrutura porosa semelhante a espuma, ideal para maximizar os benefícios do grafeno, com a porosidade ajustável de ultraleve a altamente densa por meio de mudanças simples nas condições experimentais. Além disso, o processo é facilmente escalonável para a criação de filmes de grandes áreas que serão altamente úteis como eletrodos e membranas para geração ou armazenamento de energia.

p "Embora tenhamos apenas demonstrado a construção de estruturas baseadas em grafeno neste estudo, acreditamos fortemente que a nova técnica será capaz de servir como um método geral para a montagem de uma gama muito mais ampla de nanomateriais, "concluiu Franklin Kim, o investigador principal do estudo.