p Os cientistas da Rice University que introduziram o grafeno induzido por laser (LIG) aprimoraram sua técnica para produzir o que pode se tornar uma nova classe de produtos eletrônicos comestíveis. p O laboratório de arroz do químico James Tour, que uma vez transformou biscoitos de escoteiras em grafeno, está investigando maneiras de escrever padrões de grafeno em alimentos e outros materiais para incorporar rapidamente etiquetas de identificação condutiva e sensores nos próprios produtos.

p "Isto não é tinta, "Tour disse." Isso é pegar o próprio material e convertê-lo em grafeno. "

p O processo é uma extensão da alegação do Laboratório Tour de que qualquer coisa com o teor de carbono adequado pode ser transformado em grafeno. Nos últimos anos, o laboratório desenvolveu e expandiu seu método para fazer espuma de grafeno usando um laser comercial para transformar a camada superior de um filme de polímero barato.

p A espuma consiste em microscópico, flocos reticulados de grafeno, a forma bidimensional do carbono. LIG pode ser escrito em materiais de destino em padrões e usado como um supercapacitor, um eletrocatalisador para células de combustível, antenas de identificação por radiofrequência (RFID) e sensores biológicos, entre outras aplicações potenciais.

p O novo trabalho relatado na revista American Chemical Society ACS Nano demonstrou que o grafeno induzido por laser pode ser queimado em papel, cartão, pano, carvão e certos alimentos, até torradas.

p "Muitas vezes, não vemos a vantagem de algo até torná-lo disponível, "Tour disse." Talvez todos os alimentos tenham uma pequena etiqueta RFID que fornece informações sobre onde eles estiveram, há quanto tempo está armazenado, o país e a cidade de origem e o caminho percorrido para chegar à mesa. "

p Ele disse que as etiquetas LIG também podem ser sensores que detectam E. coli ou outros microorganismos nos alimentos. "Eles podem acender e dar um sinal de que você não quer comer isso, "Tour disse." Tudo isso não poderia ser colocado em uma etiqueta separada na comida, mas na própria comida. "

p Múltiplas passagens de laser com um feixe desfocado permitiram aos pesquisadores escrever padrões LIG em tecido, papel, batatas, cascas de coco e cortiça, bem como torradas. (O pão é torrado primeiro para "carbonizar" a superfície.) O processo ocorre no ar em temperatura ambiente.

p "Em alguns casos, laser múltiplo cria uma reação em duas etapas, "Tour disse." Primeiro, o laser converte fototermicamente a superfície do alvo em carbono amorfo. Então, nas passagens subsequentes do laser, a absorção seletiva da luz infravermelha transforma o carbono amorfo em LIG. Descobrimos que o comprimento de onda é claramente importante. "

p Os pesquisadores se voltaram para o laser múltiplo e desfocagem quando descobriram que simplesmente aumentar a potência do laser não tornava o grafeno melhor em um coco ou outros materiais orgânicos. Mas o ajuste do processo permitiu que eles fizessem um micro supercapacitor no formato de um arroz "R" em sua casca de coco lascada duas vezes.

p Desfocar o laser acelerou o processo para muitos materiais, pois o feixe mais amplo permitiu que cada ponto em um alvo fosse marcado muitas vezes em uma única varredura de varredura. Isso também permitiu um controle preciso sobre o produto, Tour disse. A desfocagem permitiu-lhes transformar a polieterimida anteriormente inadequada em LIG.

p "Também descobrimos que poderíamos pegar pão, papel ou pano e adicionar retardante de fogo para promover a formação de carbono amorfo, "disse o estudante de pós-graduação da Rice, Yieu Chyan, co-autor principal do artigo. "Agora podemos pegar todos esses materiais e convertê-los diretamente no ar sem a necessidade de uma caixa de atmosfera controlada ou métodos mais complicados."

p O elemento comum de todos os materiais direcionados parece ser a lignina, Tour disse. Um estudo anterior baseou-se na lignina, um polímero orgânico complexo que forma paredes celulares rígidas, como um precursor de carbono para queimar LIG em madeira seca no forno. Cortiça, cascas de coco e cascas de batata têm um teor de lignina ainda maior, o que tornou mais fácil convertê-los em grafeno.

p O tour disse flexível, eletrônicos vestíveis podem ser um mercado inicial para a técnica. "Isso tem aplicações para colocar traços condutores nas roupas, se você deseja aquecer a roupa ou adicionar um sensor ou padrão condutor, " ele disse.