(PhysOrg.com) - Componentes eletrônicos baseados em grafeno podem tornar obsoletos nossos atuais componentes eletrônicos baseados em silício. Grafeno, uma forma de carbono descoberta mais recentemente, consiste em folhas bidimensionais de anéis de carbono aromáticos de seis membros em um arranjo de favo de mel. Em contraste com as camadas estendidas de grafeno, nanofitas de grafeno estreitas têm propriedades semicondutoras e podem, portanto, ser candidatas a aplicações eletrônicas.
Klaus Müllen e uma equipe do Instituto Max Planck para Pesquisa de Polímeros em Mainz agora introduziram um novo método para a síntese de longos, fitas estreitas de grafeno com dimensões definidas no jornal Angewandte Chemie.
Anteriormente, fitas de grafeno foram cortadas principalmente de folhas de grafeno maiores ou foram obtidas cortando nanotubos de carbono abertos longitudinalmente. Contudo, com esses métodos, é impossível produzir fitas que tenham uma proporção de largura e comprimento precisamente estabelecida, bem como bordas definidas. Esses detalhes são importantes porque determinam as propriedades eletrônicas das fitas. A busca, portanto, por um método que permite a produção controlada de fitas de grafeno muito estreitas - um desafio extremamente difícil. Os pesquisadores alemães que trabalham com Müllen agora estão no caminho certo para superá-lo. Eles não estão começando com grandes estruturas para cortar (de cima para baixo); em vez disso, eles estão construindo suas fitas a partir de componentes menores (de baixo para cima).
Os blocos de construção selecionados por Müllen e sua equipe são longas cadeias de anéis de carbono aromáticos de seis membros chamados polifenilenos. Em contraste com as abordagens anteriores, eles não produziram correntes retas; em vez disso, eles os fizeram com uma ziguezagueando, espinha dorsal dobrada. Além disso, eles anexaram cadeias laterais de hidrocarbonetos à espinha dorsal para aumentar a solubilidade em solventes orgânicos, que permite que os compostos sejam sintetizados e processados em solução.
A próxima etapa é uma reação que separa o hidrogênio (desidrogenação). Isso causa uma reação de fechamento do anel em cada ponta pontiaguda do zigue-zague, formando um novo anel de carbono aromático de seis membros que compartilha um lado com três anéis vizinhos - a corrente se transforma em uma fita estreita.
Desta maneira, a equipe foi capaz de produzir uma série de nanofitas diferentes com comprimentos chegando a mais de 40 nm. A largura da fita foi definida pelo tamanho das “pontas” do precursor de polifenileno. As fitas resultantes são isentas de defeitos e solúveis em solventes orgânicos comuns.
“Fomos os primeiros a demonstrar que a perfeição estrutural pode ser alcançada pela síntese clássica de baixo para cima de nanofitas de grafeno definidas, ”Diz Müllen. “A solubilidade das fitas é um requisito importante para a produção em grande escala de componentes eletrônicos.”
