p Misturar um pouco de gelo seco e um processo industrial simples e barato em massa produz nanofolhas de grafeno de alta qualidade, pesquisadores da Coreia do Sul e relatório da Case Western Reserve University. p Grafeno, que é feito de grafite, o mesmo que "chumbo" em lápis, foi aclamado como o material sintético mais importante em um século. As folhas conduzem eletricidade melhor do que o cobre, aquece melhor do que qualquer material conhecido, são mais duros do que os diamantes, embora se estendam.

p Cientistas de todo o mundo especulam que o grafeno irá revolucionar a computação, eletrônica e medicina, mas a incapacidade de produzir folhas em massa bloqueou o uso generalizado.

p Uma descrição da nova pesquisa será publicada na semana de 26 de março na primeira edição online do Proceedings of the National Academy of Sciences .

p Jong-Beom Baek, professor e diretor da Escola Interdisciplinar de Energia Verde / Materiais e Dispositivos Avançados, Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan, Ulsan, Coreia do Sul, liderou o esforço.

p “Desenvolvemos um modelo de baixo custo, maneira mais fácil de produzir em massa folhas de grafeno melhores do que as atuais, método amplamente utilizado de oxidação ácida, que requer a tediosa aplicação de produtos químicos tóxicos, "disse Liming Dai, professor de ciência macromolecular e engenharia da Case Western Reserve e co-autor do artigo.

p Veja como:

p Os pesquisadores colocaram grafite e dióxido de carbono congelado em um moedor de bolas, que é uma vasilha cheia de bolas de aço inoxidável. O canister foi girado por dois dias e a força mecânica produziu flocos de grafite com bordas essencialmente abertas à interação química pelo ácido carboxílico formado durante a moagem.

p As bordas carboxiladas tornam o grafite solúvel em uma classe de solventes chamados solventes próticos, que incluem água e metanol, e outra classe chamada solventes polares apróticos, que inclui dimetilsulfóxido.

p Uma vez disperso em um solvente, os flocos se separam em camadas de grafeno de cinco ou menos camadas.

p Para testar se o material funcionaria na formação direta de objetos moldados para aplicações eletrônicas, as amostras foram comprimidas em pellets. Em uma comparação, esses pellets eram 688 vezes melhores na condução de eletricidade do que os pellets produzidos pela oxidação ácida do grafite.

p Depois de aquecer os pellets a 900 graus Celsius por duas horas, as bordas das folhas derivadas do moinho de bolas foram descarboxiladas, isso é, as bordas das nanofolhas tornaram-se vinculadas a uma forte ligação de hidrogênio às folhas vizinhas, permanecendo coeso. A pelota de oxidação ácida comprimida quebrou durante o aquecimento.

p Para formar películas de nanofolhas de grafeno de grande área, uma solução de solvente e as nanofolhas de grafeno carboxiladas na borda foram lançadas em placas de silício de 3,5 centímetros por 5 centímetros, e aquecido a 900 graus Celsius. Novamente, o calor descarboxilou as bordas, que então se uniu com as bordas das peças vizinhas. Os pesquisadores dizem que esse processo é limitado apenas pelo tamanho do wafer. A condutividade elétrica dos filmes de grande área resultantes, mesmo em uma alta transmitância óptica, ainda era muito maior do que suas contrapartes da oxidação ácida.

p Usando amônia ou trióxido de enxofre como substitutos do gelo seco e usando diferentes solventes, "você pode personalizar as bordas para diferentes aplicações, "Baek disse." Você pode personalizar para eletrônicos, supercapacitores, catalisadores isentos de metal para substituir a platina nas células de combustível. Você pode personalizar as bordas para montar em estruturas bidimensionais e tridimensionais. "