Uma equipe de pesquisadores da Alemanha, os EUA e o Reino Unido descobriram que um número significativo de ligações H-C se formaram quando os átomos de hidrogênio foram forçados em alta velocidade a colidir com o grafeno. Em seu artigo publicado na revista Ciência, os pesquisadores descrevem seus esforços para ver o movimento em escala atômica que ocorre e as vias de dissipação de energia que estão envolvidas quando as ligações covalentes se formam - neste caso, entre um átomo de carbono e um átomo de hidrogênio quando se quebra em uma folha de grafeno. Liv Hornekær com iNANO publicou um artigo em Perspectiva sobre o trabalho feito pela equipe na mesma edição da revista.

Os pesquisadores observam que, apesar de muito esforço, muito poucas maneiras foram encontradas para realmente ver o que acontece na escala atômica quando uma ligação covalente está se formando. Neste novo esforço, eles procuraram encontrar uma nova maneira de ver o que acontece usando átomos de hidrogênio e grafeno. Eles apontam que para uma ligação covalente se formar entre as moléculas em colisão, a energia deve fluir deles para o resto das moléculas em um determinado sistema. Para esse fim, os pesquisadores dispararam átomos de hidrogênio em alta velocidade contra uma folha de grafeno que estava sobre uma placa de platina. Eles escolheram o grafeno porque ele tem assimetria extrema (um atributo que o torna um dos poucos materiais que se contraem quando aquecido). Eles então monitoraram de perto e mediram o que aconteceu quando o átomo de hidrogênio atingiu.

Os pesquisadores relatam que a colisão entre o átomo de hidrogênio e a folha de grafeno resultou na criação de ligações entre o átomo de hidrogênio e os átomos de carbono do grafeno. Eles ainda relatam que a energia foi dissipada de forma muito eficiente por uma onda sônica no plano que se formou movendo-se ao longo do comprimento da folha de grafeno. Eles também descobriram que uma onda transversal também foi formada, apoiada em vibrações planas - ela foi formada pelo deslocamento de átomos de carbono conforme eles interagiam com o átomo de hidrogênio. A equipe também relata que as ligações H-C que se formaram eram fortes o suficiente para permitir que muitos dos átomos de hidrogênio realmente grudassem na folha de grafeno em vez de ricochetear nela. Eles também afirmam que seus experimentos revelaram um caminho até então desconhecido para a perda de energia em um sistema onde ligações covalentes são formadas, abrindo novas maneiras de estudar o processo à medida que ele ocorre.

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