p (PhysOrg.com) - Uma equipe de pesquisa internacional descobriu um novo método para produzir cintos de grafeno chamados nanofitas. Usando hidrogênio, eles conseguiram descompactar nanotubos de carbono de parede única. O método também abre caminho para a produção de nanofitas de graphane, uma versão modificada e promissora do grafeno. p Um carbono fino em flocos simples, apenas um átomo de espessura, tornou-se mundialmente famoso no ano passado. A descoberta do grafeno supermaterial deu a Andre Geim e Konstantin Novoselov o Prêmio Nobel de Física 2010. O grafeno tem uma ampla gama de propriedades incomuns e altamente interessantes. Como condutor de eletricidade, tem um desempenho tão bom quanto o do cobre. Como condutor de calor, ele supera todos os outros materiais conhecidos.

p Existem possibilidades de alcançar fortes variações das propriedades do grafeno, por exemplo, fazendo o grafeno na forma de correias com várias larguras, as chamadas nanofitas. As nanofitas foram preparadas pela primeira vez há dois anos. Um método para produzi-los é começar a partir de nanotubos de carbono e usar tratamento com oxigênio para descompactá-los em nanofitas. Contudo, este método deixa átomos de oxigênio nas bordas das nanofitas, o que nem sempre é desejável.

p No novo estudo, a equipe de pesquisa mostra que também é possível descompactar nanotubos de carbono de parede única usando uma reação com hidrogênio molecular. As nanofitas produzidas pelo novo método terão hidrogênio nas bordas e isso pode ser uma vantagem para algumas aplicações. Alexandr Talyzin, físico da Universidade Umea na Suécia, na última década tem estudado como o hidrogênio reage com os fulerenos, que são moléculas de carbono em forma de bola de futebol.

p “Tratar os nanotubos de carbono com hidrogênio foi uma extensão lógica de nossa pesquisa. Nossa experiência anterior tem sido de grande ajuda neste trabalho, ”Diz Alexandr Talyzin.
Os nanotubos são normalmente fechados por copos semiesféricos, essencialmente metades das moléculas de fulereno. Os pesquisadores já provaram que as moléculas de fulereno podem ser completamente destruídas por uma hidrogenação muito forte. Portanto, eles esperavam resultados semelhantes para copos finais de nanotubos e tentaram abrir os nanotubos usando hidrogenação. O efeito foi realmente confirmado e eles também conseguiram revelar alguns outros efeitos interessantes.

p A descoberta mais interessante foi que alguns nanotubos de carbono foram descompactados em nanofitas de grafeno como resultado do tratamento prolongado com hidrogênio. O que é ainda mais emocionante - descompactar um nanotubo com hidrogênio preso às paredes laterais poderia levar à síntese de grafeno hidrogenado:grafano. Até aqui, O graphane foi tentado a ser sintetizado principalmente pela reação do hidrogênio com o grafeno. Isso parecia ser muito difícil, especialmente se o grafeno é suportado em algum substrato e apenas um lado está disponível para a reação. Contudo, o hidrogênio reage muito mais facilmente com a superfície curva dos nanotubos de carbono.

p “Nossa nova ideia é usar nanotubos hidrogenados e descompactá-los em nanofitas de graphane. Até aqui, apenas o primeiro passo para a síntese de nanofita de graphane é feito e muito mais trabalho é necessário para tornar nossa abordagem eficaz, ”Explica Alexandr Talyzin. “Combinou experiência e conhecimento de vários grupos em diferentes universidades, foi a chave para o sucesso. ”

p Ilya V. Anoshkin, Albert G. Nasibulin, Jiang Hua e Esko I. Kauppinen da Aalto University são especialistas na síntese e caracterização de nanotubos de carbono de parede simples. Valery M. Mikoushkin, Vladimir V. Shnitov e Dmitry E. Marchenko de São Petersburgo fizeram XPS e outras caracterizações usando radiação síncrotron. Dag Noréus, da Universidade de Estocolmo, compartilhou sua experiência com reatores de hidrogênio de alta temperatura.