p O incrível elétrico, propriedades ópticas e de resistência do grafeno, uma camada de carbono com um único átomo de espessura, foram extensivamente pesquisados ​​na última década. Recentemente, o material foi estudado como um revestimento que pode conferir condutividade elétrica enquanto mantém outras propriedades do material subjacente. p Mas a "transparência" de tal revestimento de grafeno ao molhar - uma medida do grau em que os líquidos se espalham ou formam gotas em uma superfície - não é tão absoluta quanto alguns pesquisadores pensavam. Uma nova pesquisa no MIT mostra que, para materiais com molhabilidade intermediária, o grafeno preserva as propriedades do material subjacente. Mas para casos mais extremos - superfícies superhidrofóbicas, que repelem intensamente a água, ou superhidrofílicos, que faz com que a água se espalhe - uma camada adicionada de grafeno muda significativamente a maneira como os materiais revestidos se comportam.

p Isso é importante, porque esses casos extremos são geralmente de maior interesse. Por exemplo, revestir um material super-hidrofóbico com grafeno era visto como uma forma possível de fazer circuitos eletrônicos que seriam protegidos contra curto-circuito e corrosão na água. Mas não é tão simples, mostra a nova pesquisa.

p Os resultados foram publicados recentemente na revista Cartas de revisão física pelos professores Daniel Blankschtein e Michael Strano, estudante de graduação Chih-Jeh Shih, e três outros pós-doutorandos e alunos do MIT.

p Blankschtein, o Herman P. Meissner '29 Professor de Engenharia Química, há muito tempo estuda as propriedades umectantes. Ele não havia examinado o grafeno anteriormente, mas decidi explorar sua molhabilidade agora que é um material de grande interesse para pesquisadores.

p Como a transparência do grafeno para molhabilidade acabou não sendo perfeita, Blankschtein diz:"esta descoberta pode ser vista como um resultado negativo." Mas, ele adiciona, "no entanto, é extremamente importante para a comunidade científica, porque [mostra] o que realmente pode ser realizado na prática. "

p Materiais mais eletricamente condutores, ele aponta, são hidrofílicos:a água se espalha facilmente sobre eles, molhando completamente a superfície. "Por outro lado, " ele diz, "para muitas aplicações eletrônicas e militares, é importante fabricar hidrofóbico, superfícies eletricamente condutoras. "E embora a transparência do grafeno para a molhabilidade não seja perfeita, ainda pode ser bom o suficiente para tais aplicações, ele diz.

p Essa pesquisa, que incluiu modelagem teórica e confirmação experimental, mostra que, ao depositar uma grande folha de grafeno, crescido por um processo chamado deposição de vapor químico, na superfície de outro material, "seria possível induzir a condutividade elétrica na superfície, ao mesmo tempo que preserva parcialmente o comportamento desejado de umedecimento da superfície, "Blankschtein diz. Na verdade, ele adiciona, o ângulo de contato de tal superfície - a medida de quão bem ela evita o molhamento - "acredita-se ser um dos mais altos atingíveis em um plano, superfície eletricamente condutora até o momento. "

p Shih, o autor principal do artigo, diz, "Demonstramos que a molhabilidade de um material transparente, superfície revestida de grafeno pode ser manipulada sem prejudicar sua condutividade térmica / elétrica. "Isso é útil porque" em geral, superfícies condutoras têm molhabilidade muito alta devido à sua alta tensão superficial, e geralmente é muito desafiador produzir uma superfície termicamente / eletricamente condutora com molhabilidade ajustável "- molhabilidade que pode ser controlada quase à vontade.

p A equipe descreve esta transmissão parcial das características subjacentes como "translucidez, "em vez de transparência, de molhabilidade.

p Ao selecionar uma combinação particular de um material subjacente com um revestimento de grafeno, diferentes combinações de eletricidade, características ópticas e umectantes podem ser alcançadas, Shih diz:"As pessoas podem controlar as propriedades de umedecimento do substrato ... esta descoberta dissocia com sucesso a condutividade e a molhabilidade de um material."

p O que mais, isso abre novas possibilidades para dispositivos práticos, porque os materiais envolvidos já são amplamente utilizados na indústria, Shih diz:"Devido à sua compatibilidade com os processos de semicondutores de hoje, muitas oportunidades interessantes podem ser buscadas nas áreas de microeletrônica, transferência de calor em nanoescala e dispositivos microfluídicos - para criar simultaneamente a molhabilidade desejada, transferência de calor e transporte eletrônico. "

p Blankschtein enfatiza que, além das aplicações potenciais, "Estou animado com isso de um ponto de vista fundamental." Isto mostra, ele diz, que "você não pode presumir que pode simplesmente pegar um substrato e jogar grafeno nele sem perturbar o comportamento de umedecimento." Ao compreender este comportamento complexo, "podemos aprender como tirar proveito disso."