p Cientistas do arroz descobriram uma maneira de sintetizar óxido de grafeno a granel de uma forma ecologicamente correta, eliminando produtos químicos tóxicos e explosivos do processo. Eles também descobriram que uma classe de bactérias comuns decompõe o óxido de grafeno em grafeno ambientalmente benigno. p "Nós podemos fazer você e nós podemos quebrar você." Se os cientistas da Rice University escreveram canções country, sua ode ao óxido de grafeno começaria algo assim. Mas essa música não quebraria o coração de ninguém.

p Um novo artigo do laboratório do químico de arroz James Tour demonstra uma maneira ecologicamente correta de fazer grandes quantidades de óxido de grafeno (GO), uma versão isolante de grafeno com um átomo de espessura que deve ser usado em todos os tipos de materiais e aplicações eletrônicas.

p Um segundo artigo da Tour e Andreas Lüttge, um professor de ciências da terra e química do arroz, mostra como GO é decomposto por bactérias comuns que deixam para trás apenas inofensivas, grafite natural.

p O golpe duplo aparece online esta semana no jornal

p “Esses são os pilares que tornam prática a produção de óxido de grafeno, "disse Tour, Rice's T.T. e W.F. Chao Chair em Química, bem como professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais e de ciência da computação. O processo de fabricação GO foi desenvolvido como parte de um projeto de pesquisa com M-I SWACO, um produtor com sede em Houston de fluidos de perfuração para a indústria petroquímica que espera usar o grafeno para melhorar a produtividade dos poços. (Leia sobre isso aqui.)

p Cientistas fazem GO desde o século 19, mas o novo processo elimina um obstáculo significativo para a produção em massa, Tour disse. "As pessoas usavam clorato de potássio ou nitrato de sódio que liberam gases tóxicos - um dos quais, dióxido de cloro, é explosivo, "ele disse." Os fabricantes estão sempre relutantes em ir para uma grande escala com qualquer processo que gere intermediários explosivos. "

p Tour e seus colegas usaram um processo semelhante ao que empregaram para descompactar nanotubos de paredes múltiplas em nanofitas de grafeno, conforme descrito em um artigo da Nature no ano passado. Eles processam flocos de grafite - grafite de lápis - com permanganato de potássio, ácido sulfúrico e ácido fosfórico, tudo comum, produtos químicos baratos.

p "Muitas empresas começaram a fazer grafeno e óxido de grafeno, e acho que será muito difícil chegar a um procedimento mais barato que seja tão eficiente e seguro e amigo do ambiente, "Tour disse.

p Os pesquisadores sugeriram que o produto solúvel em água poderia encontrar uso em polímeros, cerâmicas e metais, como filmes finos para eletrônicos, como dispositivos de entrega de drogas e para armazenamento de hidrogênio, bem como para recuperação de óleo e gás.

p Embora GO seja um isolante natural, poderia ser quimicamente reduzido a um condutor ou semicondutor, embora não sem defeitos, Tour disse.

p Com tantos caminhos potenciais para o meio ambiente, o destino dos nanomateriais GO em questão Tour, que procurou o conselho de Lüttge, colega de Rice.

p Lüttge e Everett Salas, um pesquisador de pós-doutorado em seu laboratório e autor principal do segundo artigo, já estava estudando os efeitos das bactérias sobre o carbono, então foi simples mudar sua atenção para GO. Eles descobriram que bactérias do gênero Shewanella convertem facilmente o GO em grafeno inofensivo. O grafeno então se acumula em grafite.

p "Isso é uma grande vantagem para o nano verde, porque essas bactérias onipresentes estão convertendo rapidamente o GO em um mineral ambientalmente benigno, "Tour disse.

p Essencialmente, Salas disse, Shewanella descobriu como "respirar" óxidos de metal sólidos. "Essas bactérias se viraram do avesso. Quando respiramos oxigênio, as reações acontecem dentro de nossas células. Esses micróbios pegaram esses componentes e os colocaram do lado de fora de suas células. "

p É esta capacidade que lhes permite reduzir GO a grafeno. "É um mecanismo que não entendemos completamente porque não sabíamos que era possível até alguns meses atrás, "disse ele sobre o processo no que se refere ao GO.

p A melhor notícia de todas, Lüttge disse, é que essas bactérias redutoras de metais "são encontradas em quase todos os lugares, então não haverá necessidade de 'inocular' o ambiente com eles, "disse ele." Estas bactérias foram isoladas de todos os ambientes imagináveis ​​- lagos, o fundo do mar, lama do rio, o oceano aberto, salmouras de óleo e até minas de urânio. "

p Ele disse que os micróbios também transformam o ferro, cromo, compostos de urânio e arsênio em minerais "principalmente benignos". "Por causa disso, eles estão desempenhando um papel importante nos esforços para desenvolver tecnologias de biorremediação baseadas em bactérias. "

p Lüttge espera que a descoberta leve a outras tecnologias práticas. Seu laboratório está investigando a interação entre bactérias e eletrodos de grafite para desenvolver células a combustível movidas a micróbios, em colaboração com o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e sua Iniciativa de Pesquisa Universitária Multidisciplinar (MURI).