p Os físicos descobriram que as nanopartículas de platina limitam seu tamanho e se organizam em padrões específicos quando ligadas ao grafeno independente. p Ao exibir este comportamento, as nanopartículas de platina ligadas mantêm uma área de superfície eficaz funcionando como um catalisador para reações químicas, uma descoberta que poderia reduzir os custos de produção de células a combustível catalisadas por platina.

p Uma equipe internacional de cientistas, liderado por um grupo de pesquisa da Universidade de Arkansas, publicou suas descobertas em 5 de fevereiro no jornal ACS Nano , em um artigo intitulado, "Self-Organized Platinum Nanoparticles on Freestanding Graphene."

p O estudo foi liderado por Peng Xu, pesquisador associado no departamento de física do J. William Fulbright College of Arts and Sciences da University of Arkansas.

p As células de combustível catalisadas por platina são usadas para alimentar edifícios como substitutos dos motores de combustão interna dos veículos.

p "Porque a platina é um metal raro, muitas das despesas que vão para a fabricação de veículos híbridos vêm da platina necessária para catalisar as células de combustível, "disse Paul Thibado, professor de física da Universidade de Arkansas.

p "Platina, quando colocado em superfícies sólidas, se difunde para formar partículas aleatórias que crescem incontrolavelmente, e isso limita sua reatividade, "disse ele." Por outro lado, o grafeno independente tem uma superfície muito flexível, e descobrimos isso, devido aos efeitos de tensão local, há uma redução de 80 por cento na quantidade de platina necessária para manter a catálise eficaz. "

p A pesquisa também mostra, pela primeira vez, que um funcionalmente superior, nanopartículas de platina de cristal único emerge de sua aplicação ao grafeno.

p "O que descobrimos foi muito emocionante, "Thibado disse." É realmente muito especial. "

p Grafeno - um dos mais fortes, os materiais mais leves e mais condutores conhecidos - é uma folha de átomos de carbono com a espessura de um átomo. Os elétrons que se movem através da grafite têm massa e encontram resistência, mas os elétrons que se movem através do grafeno não têm massa e, portanto, encontram muito menos resistência. Isso torna o grafeno um excelente candidato a material para futuras necessidades de energia, bem como na computação quântica para cálculos enormes com pouco uso de energia.

p O grafeno foi descoberto em 2004, e muito permanece desconhecido sobre suas propriedades. O grupo de Thibado usa imagem em escala atômica e manipulação para avançar nas aplicações do grafeno puro e quimicamente funcionalizado, através do desenvolvimento de uma compreensão detalhada de suas propriedades eletrônicas e mecânicas fundamentais.

p O estudo recente, que foi produzido principalmente por meio de uma parceria de pesquisa entre a Universidade de Arkansas, Missouri State University e a University of Antwerp, na Bélgica, consistia em microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução combinada com microscopia de tunelamento de varredura e dinâmica molecular computacional de última geração. Essa é uma combinação raramente vista na física, disse Thibado, um especialista em física experimental da matéria condensada.

p Microscopia de varredura por tunelamento, que produz imagens de átomos individuais em uma superfície, foi usado para visualizar o comportamento das nanopartículas de platina no grafeno. Pesquisadores em Missouri usaram microscopia eletrônica de transmissão, uma técnica em que um feixe de elétrons é transmitido através de um material ultrafino, para confirmar as propriedades cristalinas.

p A fusão das duas técnicas experimentais com a modelagem teórica rendeu um resultado inesperado para os pesquisadores:a ligação do grafeno às nanopartículas de platina era incomum, de acordo com Thibado.

p "Por ser tão forte e flexível, o grafeno normalmente se envolve em torno do material ao qual está se ligando, "Disse Thibado." Neste caso, a ligação com a platina era completamente diferente, mais como uma pirâmide. "