p (PhysOrg.com) - Uma classe de decoração, defeitos semelhantes a flores no nanomaterial grafeno podem ter efeitos potencialmente importantes nas propriedades elétricas e mecânicas já únicas do material, de acordo com pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e Georgia Tech. Em um novo jornal, a equipe pela primeira vez descreve uma família de sete defeitos que podem ocorrer naturalmente ou ser induzidos a ocorrer no grafeno, um dos quais já foi observado. p O grafeno é conhecido por sua força e condutividade, ambos são resultado de sua estrutura. Em geral, o grafeno é um plano sem características de átomos de carbono dispostos em uma estrutura em forma de favo de mel.

p De acordo com o NIST Fellow Joseph Stroscio, defeitos podem aparecer devido ao movimento dos átomos de carbono em altas temperaturas durante a produção de grafeno por aquecimento de carboneto de silício sob vácuo ultra-alto. O mais fácil, ou seja, exigindo a menor quantidade de energia, os rearranjos que o grafeno pode fazer são mudar de anéis de carbono de seis membros para anéis contendo cinco ou sete átomos, que mantém todos os átomos de carbono felizes, sem ligações insatisfeitas. Os pesquisadores do NIST descobriram que amarrar anéis de cinco e sete membros em loops fechados cria um novo tipo de defeito ou loop de contorno de grão na estrutura em favo de mel.

p De acordo com o pesquisador do NIST Eric Cockayne, o processo de fabricação desempenha um grande papel na criação desses defeitos.

p "À medida que o grafeno se forma em altas temperaturas, seções da rede podem se soltar e girar, "Cockayne diz." À medida que o grafeno esfria, essas seções giradas se ligam de volta à estrutura, mas de forma irregular. É quase como se pedaços de grafeno fossem cortados com uma tesoura, girou no sentido horário, e feito para caber no mesmo lugar, só que realmente não se encaixa, é por isso que compramos essas flores. "

p A estrutura extremamente rígida já é mais forte do que o aço, mas os defeitos podem permitir um pouco de flexibilidade, tornando-o ainda mais resistente a rasgos ou fraturas.

p Com mais experimentação, Cockayne diz, os pesquisadores devem ser capazes de correlacionar o aparecimento de defeitos com variações nas condições de crescimento, o que deve permitir evitar totalmente os defeitos ou produzi-los à vontade.

p Além disso, enquanto o defeito da flor é composto por seis pares de anéis de cinco e sete átomos, A modelagem de Cockayne e da equipe do NIST da estrutura atômica do grafeno sugere que pode haver um verdadeiro buquê de configurações semelhantes a flores. Cada uma dessas configurações - sete ao todo - possuiria suas próprias propriedades mecânicas e elétricas exclusivas.