p O Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (AFOSR), junto com outras agências de financiamento, ajudou uma equipe de pesquisa da Rice University a tornar o grafeno adequado para uma variedade de aplicações de química orgânica - especialmente a promessa de sensores químicos avançados, circuitos eletrônicos em nanoescala e metamateriais. p Desde que Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, receberam o Prêmio Nobel de Física de 2010 por seus experimentos de grafeno inovadores, houve uma explosão de descobertas relacionadas ao grafeno; mas a experimentação do grafeno estava em andamento há décadas e muitos avanços definitivos associados ao grafeno já estavam em andamento em vários laboratórios quando o comitê do Nobel reconheceu a importância deste novo material maravilhoso.
p E um desses laboratórios foi o Dr. James Tour em Rice, cuja equipe encontrou uma maneira de anexar várias moléculas orgânicas a folhas de grafeno, tornando-o adequado para uma gama de novas aplicações. Começando com a estrutura de favo de mel de escala atômica bidimensional do grafeno de átomos de carbono, a equipe do Rice se baseou em descobertas anteriores da comunidade de grafeno para transformar a estrutura de uma folha de grafeno em uma superrede.
p Embora o carbono seja uma parte fundamental na maioria das reações químicas orgânicas, o grafeno representa um problema porque desempenha um papel inerte - não respondendo a reações químicas orgânicas. A equipe do Rice resolveu esse dilema tratando o grafeno com hidrogênio. Este processo clássico de hidrogenação reestruturou a estrutura do favo de mel de grafeno em uma estrutura bidimensional, superrede semicondutora chamada graphane.
p O processo de hidrogenação pode então ser adaptado para fazer padrões particulares na superrede a serem seguidos pela ligação de moléculas específicas de missão onde essas moléculas de hidrogênio estão localizadas. Esses catalisadores moleculares de missão específica permitem a possibilidade de uma ampla variedade de funcionalidades. Eles não podem ser usados apenas como base para a criação de química orgânica à base de grafeno, mas adaptado para aplicações eletrônicas e ópticas, bem como novos tipos de metamateriais para nanoengenharia de dispositivos termoelétricos altamente eficientes e sensores para vários produtos químicos ou patógenos. A beleza desse processo é a promessa que ele representa para dispositivos futuros, com a capacidade de realizar com eficiência uma ampla variedade de funções altamente sofisticadas em um pequeno dispositivo acessível.
p Dr. Charles Lee, o gerente do programa AFOSR que financiou esta pesquisa, observa que a química do grafeno em geral pode permitir materiais inteligentes para muitas aplicações especiais e que este esforço mais recente em particular pode contribuir para futuras aplicações eletrônicas e pode ser uma maneira de chegar a produtos eletrônicos mais rápidos e com menor consumo de energia.
