p (PhysOrg.com) - As propriedades notáveis ​​do grafeno e do Teflon foram combinadas em um novo material pelos vencedores do Prêmio Nobel de Física deste ano. p Kostya Novoselov e Andre Geim, trabalhando na Universidade de Manchester, REINO UNIDO, primeiro grafeno isolado em 2004. Era uma tarefa complicada, como seria de se esperar se um Prêmio Nobel estivesse entre as recompensas, mesmo que envolva o uso de fita adesiva humilde para descascar as superfícies, uma camada de cada vez. Eles descobriram que o grafeno é a forma mais fina e forte de carbono, e que poderia conduzir o calor melhor do que qualquer outro material conhecido. Como condutor de eletricidade, ele tem um desempenho tão bom quanto o do cobre. Seus esforços mais recentes levaram a um novo material derivado que é tão forte e ainda mais estável do que o grafeno original, mas isso não conduz eletricidade de forma alguma:o chamado fluorografeno.

p O grafeno em si é uma única camada atômica do grafite material, comumente encontrado em lápis. Em um nível molecular, tem uma estrutura plana em forma de favo de mel conectando hexágonos com átomos de carbono nos vértices. Nuvens de elétrons se espalham pelas superfícies superior e inferior, razão pela qual o material conduz eletricidade tão bem.

p A conquista atual do grupo Manchester, trabalhando em estreita colaboração com colaboradores internacionais, é colocar um átomo de flúor em cada átomo de carbono, destruindo assim a nuvem de elétrons e evitando que a eletricidade flua em condições normais, mas não interferindo na integridade estrutural da estrutura de carbono. Em trabalhos anteriores, eles adicionaram átomos de hidrogênio em vez de flúor, mas descobriu que o material resultante é instável em altas temperaturas.

p A última descoberta foi publicada esta semana na revista. Pequena . Rahul Raveendran-Nair é pesquisador de pós-graduação na Universidade de Manchester e responsável pela publicação. Ele descreve o fluorografeno como "o isolante mais fino possível, feito anexando átomos de flúor a cada um dos átomos de carbono no grafeno. É o primeiro derivado químico estequiométrico do grafeno e é um semicondutor de gap largo. O fluorografeno é um composto mecanicamente forte e quimicamente e termicamente estável. As propriedades deste novo material são muito semelhantes ao Teflon e chamamos este material de Teflon 2D. ”

p O desenvolvimento de um método adequado para fazer este Teflon 2D não foi simples. “O flúor é um elemento altamente reativo, e reage com quase tudo. Portanto, o maior desafio era fluoretar totalmente o grafeno sem danificar o grafeno e seus substratos de suporte. Nossa fluoração de membranas de grafeno de camada única em grade de suporte quimicamente inerte e papel de grafeno a granel em temperatura elevada supera este problema técnico, ”Explica Raveendran-Nair.

p Os autores prevêem que o fluorografeno será usado em eletrônica, mas reconheça que “para aplicações eletrônicas realistas, a qualidade eletrônica deve ser melhorada. Esperamos que isso possa ser alcançado em breve. Algumas aplicações eletrônicas possíveis do fluorografeno são seu uso como barreira de túnel e como isolante de alta qualidade ou material de barreira para eletrônica orgânica. ”Outros campos de aplicação também são possíveis. Por exemplo, como um semicondutor de gap largo que é totalmente transparente à luz visível, o fluorografeno pode muito bem encontrar uso em LEDs (diodos emissores de luz) e visores.

p O grupo de Manchester não foi o único envolvido, e colaboradores da China (Laboratório Nacional de Ciência de Materiais de Shenyang), Holanda (Radboud University of Nijmegen), Polônia (Instituto de Tecnologia de Materiais Eletrônicos), e a Rússia (Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry) acrescentou sua experiência. De acordo com Raveendran-Nair, ter uma equipe tão grande ajudou a realizar uma investigação completa do fluorographene; “Todos nós trabalhamos muito para que este projeto fosse bem-sucedido. Usamos uma grande variedade de técnicas de caracterização e estudos muito detalhados para entender as propriedades deste novo material. ”

p Durante o curso do projeto, os líderes foram nomeados como ganhadores do Prêmio Nobel, mas aparentemente a vida trabalhando no grupo não mudou muito. “Mesmo em sua nova vida agitada, os dois professores ainda trabalham em estreita colaboração com todos os do grupo e estão muito envolvidos na pesquisa do dia-a-dia”, diz Raveendran-Nair. “Trabalhar com eles é uma grande inspiração. É um lugar gratificante e agradável para realizar pesquisas. ”