p Pesquisadores da Northwestern University desenvolveram um novo método para alterar quimicamente o grafeno, um desenvolvimento que pode ser um passo em direção à criação de sistemas mais rápidos, mais fino, eletrônica flexível. p Altamente desejado por seus muitos atributos promissores, o grafeno tem um átomo de espessura, estrutura em forma de favo de mel de átomos de carbono com resistência e condutividade excepcionais. Entre as muitas aplicações possíveis do grafeno está a eletrônica:muitos especialistas acreditam que ele pode rivalizar com o silício, transformando circuitos integrados e levando a computadores ultrarrápidos, telefones celulares e dispositivos eletrônicos portáteis relacionados.

p Mas primeiro, pesquisadores devem aprender como ajustar as propriedades eletrônicas do grafeno - o que não é uma tarefa fácil, dado um grande desafio intrínseco ao material. Ao contrário de semicondutores como o silício, o grafeno puro é um material de intervalo de banda zero, tornando difícil "desligar" eletricamente o fluxo de corrente através dele. Portanto, o grafeno puro não é apropriado para o circuito digital que compreende a grande maioria dos circuitos integrados.

p Para superar esse problema e tornar o grafeno mais funcional, pesquisadores em todo o mundo estão investigando métodos para alterar quimicamente o material. A estratégia mais comum é o "método Hummers, "um processo desenvolvido na década de 1940 que oxida o grafeno, mas esse método depende de ácidos ásperos que danificam irreversivelmente o tecido da rede de grafeno.

p Pesquisadores da McCormick School of Engineering e Applied Science da Northwestern desenvolveram recentemente um novo método para oxidar o grafeno sem os danos colaterais encontrados no método Hummers. Seu processo de oxidação também é reversível, o que permite mais sintonia sobre as propriedades resultantes de seu grafeno quimicamente modificado.

p O papel, "Oxidação quimicamente homogênea e termicamente reversível de grafeno epitaxial, "será publicado em 19 de fevereiro na revista Química da Natureza .

p “Realizar reações químicas no grafeno é muito difícil, "disse Mark C. Hersam, professor de ciência de materiais e engenharia na McCormick School. "Tipicamente, pesquisadores empregam condições ácidas agressivas, como aqueles utilizados no método Hummers, que danificam a rede e resultam em um material que é difícil de controlar.

p "Em nosso método, Contudo, o óxido de grafeno resultante é quimicamente homogêneo e reversível - levando a propriedades bem controladas que provavelmente podem ser exploradas em aplicações de alto desempenho, "disse Hersam, que também é professor de química e de medicina.

p Para criar o óxido de grafeno, pesquisadores vazaram gás oxigênio (O2) em uma câmara de ultra-alto vácuo. Dentro, um filamento de tungstênio quente foi aquecido a 1.500 graus Celsius, fazendo com que as moléculas de oxigênio se dissociem em oxigênio atômico. Os átomos de oxigênio altamente reativos então inseridos uniformemente na rede de grafeno.

p O material resultante possui um alto grau de homogeneidade química. As medições espectroscópicas mostram que as propriedades eletrônicas do grafeno variam em função da cobertura de oxigênio, sugerindo que esta abordagem pode ajustar as propriedades de dispositivos baseados em grafeno. "Não está claro se este trabalho impactará os aplicativos do mundo real da noite para o dia, "Hersam disse." Mas parece ser um passo na direção certa. "

p Próximo, pesquisadores irão explorar outros meios de modificar quimicamente o grafeno para desenvolver uma maior variedade de materiais, muito parecido com o que os cientistas fizeram com os plásticos no século passado.

p "Talvez o oxigênio não seja suficiente, "Hersam disse." Por meio da modificação química, a comunidade científica desenvolveu uma ampla gama de polímeros, de plásticos rígidos a náilon. Esperamos obter o mesmo grau de sintonia para o grafeno. "