p (Phys.org) - Muitos contaminantes orgânicos no ar e na água potável precisam ser detectados em concentrações de nível muito baixo. Pesquisa publicada pelo laboratório de Prashant V. Kamat, o professor de ciências John A. Zahm da Universidade de Notre Dame, pode ser benéfico na detecção desses contaminantes. p O laboratório Kamat usa Espectroscopia Raman Aprimorada por Superfície para fazer uso de nanopartículas de prata para aumentar o limite de sensibilidade da detecção química. Os pesquisadores neste estudo prepararam um filme de metal semicondutor de grafeno que tem vantagens distintas:A absorção de moléculas orgânicas na superfície de grafeno do filme aumenta a concentração de contaminante local adjacente às nanopartículas de prata.

p Os pesquisadores investigaram o uso de filmes de óxido de grafeno em que o dióxido de titânio semicondutor (TiO ₂ ) e nanopartículas de metal são depositadas em lados opostos da superfície de grafeno. “Atualmente, estamos trabalhando para a detecção de contaminantes ambientais em níveis ainda mais baixos, ”Kamat diz. “O controle cuidadoso do tamanho do metal e da carga será a chave para otimizar as tiras para testar a qualidade da água.”

p Sob iluminação UV, os elétrons do TiO2 são capturados pelo filme de óxido de grafeno e transportados através do filme para reduzir os íons metálicos em nanopartículas metálicas. Este processo de salto de elétrons através do filme de óxido de grafeno permite o projeto de uma arquitetura de nanopartícula de metal semicondutor separada do lado.

p Grafeno, uma forma cristalina bidimensional de carbono, é conhecido por sua notável resistência mecânica, altíssima condutividade térmica e elétrica e ampla variedade de aplicações. Embora as propriedades condutoras das folhas de grafeno depositadas em vários substratos sejam bem compreendidas, o grupo Kamat demonstrou que o transporte de elétrons não se limita ao plano 2-D. Aqui, o salto de elétrons de um lado do grafeno permite a deposição lateral seletiva de nanopartículas de prata.

p “Outra aplicação potencial é na área de geração fotocatalítica de combustíveis solares, "Kamat diz." Por exemplo, tendo nanopartículas semicondutoras em um lado de uma folha de grafeno e um catalisador de metal no outro lado, pode-se criar um conjunto híbrido que pode separar seletivamente a água em oxigênio e hidrogênio. ”