p O modo como os íons aderem às superfícies influencia muito os processos vitais em tudo, desde purificadores de água até baterias. Por décadas, cientistas debateram a mecânica de tal ligação, ou adsorção. Certos íons na água não foram adsorvidos à superfície como previsto. Agora, os cientistas sabem por quê. Ao estudar uma superfície de grafeno imersa em água, cientistas mostraram que uma interação entre o grafeno e um íon conduz a adsorção, ao contrário do caso da interface ar / água. p Quando se trata de adsorção de íons, existem sutis, mas importante, diferenças na escala molecular. Assim, os cientistas precisam considerar essas diferenças ao trabalhar com íons e superfícies na água. Essas interações estão presentes em tudo, desde a construção da bateria até a sinalização nervosa e a formação de nuvens.

p Em muitas áreas da ciência e tecnologia, a adsorção de íons em interfaces aquosas desempenha um papel fundamental. Por muito tempo, Textos de química e física afirmam que todos os íons são repelidos das interfaces entre a água e um material hidrofóbico. Contudo, novos experimentos e simulações de computador mostraram que certos íons, conhecido como íons caotrópicos, não siga esse padrão. Os pesquisadores investigaram por que esses íons são adsorvidos de maneira diferente.

p Eles examinaram íons de tiocianato aderindo a uma folha de grafeno (um fino, superfície de carbono não carregada) imersa em água. Usando medições ultravioleta profundas de geração de segundo harmônico do íon, junto com simulações de computador associadas, a equipe determinou a energia livre de adsorção de íons. Embora a energia livre envolvida na adsorção do íon para a interface grafeno / água seja quase idêntica ao valor correspondente para uma interface ar / água, a pesquisa mostra que os mecanismos envolvidos são totalmente diferentes.

p Embora a adsorção na interface ar / água seja dominada pelo reparticionamento de solvente, em que as moléculas de água mudam de posição e orientação perto do íon, as interações diretas do íon com o grafeno dominam no caso das interfaces grafeno / água.