p Pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), A Coreia do Sul foi pioneira em um simples, mas uma maneira eficiente e ecológica de produzir nanoplacas de grafeno funcionalizadas seletivamente (EFGnPs) por moagem de esferas a seco de grafite na presença de vários gases. p A atividade eletrocatalítica de nanomateriais à base de carbono dopados com heteroátomos tornou-se um interesse crescente nos últimos anos devido às suas aplicações potenciais para células de combustível e baterias de metal-ar.

p Várias abordagens existem atualmente para a dopagem de heteroátomos na estrutura grafítica, mas estes sofrem de altos custos de fabricação e dificuldades técnicas.

p Pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) criaram um simples, mas uma alternativa eficiente e ecológica que vê a produção de nanoplacas de grafeno funcionalizadas de forma seletiva (EFGnPs) por meio de um moinho de bolas seco de grafite na presença de vários gases. O moinho de bolas secas é efetivamente um tipo de moedor, tradicionalmente usado para moer minérios, produtos químicos e outras matérias-primas em pó fino. Também pode ser usado em nível atômico, como é o caso ao produzir EFGnPs.

p Devido à versatilidade das reações mecanoquímicas conduzidas pelo moinho de bolas, vários grupos funcionais podem ser introduzidos nas bordas quebradas de nanoplacas de grafeno (GnPs) na presença de vapores químicos apropriados, líquidos, ou sólidos no triturador de moinho de bolas.

p O mecanismo de funcionalização de borda seletiva no processo de moagem de bolas envolve a reação entre espécies reativas de carbono geradas por uma clivagem mecanoquímica de ligações C-C grafíticas e gases em um triturador de moinho de bolas selado. As espécies dormentes de carbono ativo, que permanecem sem reação no britador, poderia ser interrompido pela exposição subsequente à umidade do ar. Como resultado, alguns grupos oxigenados, tal como hidroxil (-OH) e ácido carboxílico (-COOH), podem ser introduzidos nas bordas quebradas dos EFGnPs pré-formados com distorção do plano basal mínima.

p Um microscópio eletrônico de varredura (SEM) é usado para demonstrar o craqueamento mecanoquímico de um grande pedaço de grafite em um pequeno tamanho de grão de EFGnPs. Devido à reação entre as espécies de carbono ativo recém-formadas nas bordas quebradas dos GnPs e gases correspondentes, verificou-se que o moinho de bolas e os procedimentos de trabalho subsequentes aumentam o peso de todos os EFGnPs resultantes em relação ao material de partida de grafite. Esses resultados indicaram que a funcionalização mecanoquímica da grafita foi eficiente. Os EFGnPs resultantes são ativos o suficiente para a reação de redução de oxigênio (ORR) em células de combustível, e, portanto, eles farão caros eletrocatalisadores à base de platina (Pt) para ocupar um lugar secundário.

p Jong-Beom Baek, professor e diretor da Escola Interdisciplinar de Energia Verde / Centro de Materiais de Carbono de Baixa Dimensão da UNIST comentou:

p "Nós desenvolvemos um simples, mas um processo de moagem de bolas versátil para esfoliar com eficiência o grafite puro diretamente em EFGnPs. Várias medidas microscópicas e espectroscópicas foram realizadas para confirmar os mecanismos de reação para a funcionalização da borda da grafite por moagem de bolas na presença de gases correspondentes e suas atividades espectrocatalíticas superiores do ORR, "disse o Prof. Baek.