p Grafeno, uma matriz bidimensional de átomos de carbono, tem se mostrado uma grande promessa para uma variedade de aplicações, mas para muitos usos sugeridos, o material requer tratamentos que podem ser caros e difíceis de aplicar de forma previsível. Agora, uma equipe de pesquisadores do MIT e da Universidade da Califórnia em Berkeley encontrou um simples, tratamento barato que pode ajudar a liberar o potencial do material. p O novo método é descrito em artigo publicado esta semana na revista. Química da Natureza , co-autoria dos alunos de doutorado do MIT Priyank Kumar e Neelkanth Bardhan, Os professores do MIT, Jeffrey Grossman e Angela Belcher, e dois outros em Berkeley.

p "Estamos muito interessados ​​no grafeno, óxido de grafeno, e outros materiais bidimensionais para possível uso em células solares, dispositivos termoelétricos, e filtração de água, entre uma série de outras aplicações, "diz Grossman, o Professor Associado Carl Richard Soderberg de Engenharia de Energia.

p Embora o grafeno puro não tenha algumas propriedades essenciais necessárias para dispositivos eletrônicos, modificá-lo por meio da adição de átomos de oxigênio pode fornecer essas propriedades, Grossman explica. "Ter átomos de oxigênio no grafeno é tão importante para muitas aplicações, "Kumar acrescenta.

p Mas os métodos atuais deixam átomos de oxigênio distribuídos de forma imprevisível pela superfície do grafeno, e envolvem tratamento com produtos químicos agressivos, ou em temperaturas de 700 a 900 graus Celsius.

p A nova abordagem do grupo envolve a exposição do material a temperaturas relativamente baixas, apenas 50 a 80 C, sem necessidade de tratamento químico adicional. "É uma abordagem térmica moderada, "Bardhan diz, "versus outras abordagens que foram relatadas, térmico ou químico. Isso oferece um método relativamente amigo do ambiente, sem nenhum tratamento químico agressivo que gere subprodutos prejudiciais. "Além do mais, ele diz, o tratamento pode ser facilmente aplicado em grande escala, tornando as aplicações comerciais mais viáveis.

p O processo de recozimento de baixa temperatura modifica a distribuição dos átomos de oxigênio, fazendo com que eles formem clusters e deixando áreas de grafeno puro entre eles, sem introduzir qualquer desordem na estrutura geral do grafeno - e o mais importante, preservando o conteúdo de oxigênio.

p Kumar diz que o novo tratamento permite que a resistência elétrica do material diminua em quatro a cinco ordens de magnitude, o que pode ser importante para a eletrônica, catálise, e aplicações de detecção. Este é um resultado do agrupamento de oxigênio, que torna as regiões ricas em oxigênio isolantes, mas deixa as áreas de grafeno puro entre a condução.

p Além disso, as regiões de grafeno puro naturalmente têm propriedades de "pontos quânticos", que podem ser usados ​​como emissores de luz altamente eficientes, entre outras aplicações. O tratamento também aumenta muito a capacidade do material de absorver a luz visível, a equipe diz. "Produz uma melhoria de 38 por cento na coleta de fótons, "Grossman diz, em comparação com o óxido de grafeno não tratado, "que é uma melhoria significativa que pode ser importante para seu uso em uma série de aplicações, como células solares. "

p Enquanto o grupo de Grossman está analisando o uso potencial de grafeno em células solares, dispositivos termoelétricos, combustíveis solares térmicos, e filtros de dessalinização, O grupo de Belcher está explorando aplicações biológicas, como sensores para agentes de doenças na corrente sanguínea, ou sistemas de entrega para direcionar drogas insolúveis para áreas específicas do corpo.

p A nova abordagem de processamento, Grossman diz, é "muito emocionante, por causa de como ele abre o espaço de design para esses aplicativos. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.