p Uma equipe liderada pela Northwestern University encontrou recentemente a resposta para uma pergunta misteriosa que intrigou a comunidade da ciência dos materiais por anos - e ela veio na forma de uma química surpreendentemente básica. p Como muitos cientistas, Jiaxing Huang não entendia por que os filmes de óxido de grafeno (GO) eram altamente estáveis ​​em água. Quando submerso, as folhas GO individuais tornam-se carregadas negativamente e se repelem, que deve causar a desintegração da membrana. Mas artigos anteriores observaram que, em vez de se desintegrar, os filmes estabilizaram.

p "Não faz sentido, "disse Huang, professor associado de ciência de materiais e engenharia na McCormick School of Engineering. "Muitos cientistas ficaram muito intrigados com isso."

p Óxido de grafeno, um produto da oxidação da grafite, é frequentemente usado para fazer grafeno, uma folha espessa de camada de átomo único de carbono que é notavelmente forte, leve, e tem alto potencial em eletrônica e armazenamento de energia. Nos últimos três anos, Contudo, mais cientistas se interessaram pelo próprio GO, parcialmente devido ao seu potencial para aplicações de separação molecular.

p Depois de estudar o material por muitos anos, Huang percebeu que o segredo da misteriosa insolubilidade de GO era a introdução não intencional de um contaminante comum. Para fazer um filme GO, muitos cientistas passam a dispersão ácida de folhas individuais através de discos de filtro de óxido de alumínio anodizado poroso, que são popularmente usados ​​para preparar membranas de muitos nanomateriais. A equipe de Huang descobriu que durante a filtração, os discos do filtro de alumínio corroem em água ácida para liberar um número significativo de íons de alumínio, Al ³⁺ . Os íons carregados positivamente se ligam às folhas GO carregadas negativamente para estabilizar as membranas resultantes.

p "Resolvemos o quebra-cabeça usando essencialmente química inorgânica de nível de calouro, "Disse Huang." Agora sabemos que os filmes de óxido de grafeno são realmente solúveis em água. É apenas uma questão de pureza da amostra. "

p Outros íons metálicos multivalentes, como o manganês, que é um subproduto da síntese de GO, também pode reticular as folhas.

p A pesquisa de Huang é descrita em "Sobre a origem da estabilidade das membranas de óxido de grafeno na água, " publicado em Química da Natureza em 5 de janeiro. Outros autores do artigo incluem o estudante de graduação Che-Ning Yeh, pós-doutorado Kalyan Raidongia, o ex-aluno visitante de pós-graduação Jiaojing Shao, e o ex-conselheiro de Shao, Quan-Hong Yang, da Universidade de Tianjin, na China. A National Science Foundation e o Office of Naval Research financiou diferentes partes descritas no artigo.

p A descoberta de Huang também indicou que os filmes GO não são tão fortes quanto os pesquisadores pensavam. Os íons de alumínio tornam o filme muito mais rígido. Sem os íons, GO é três a quatro vezes mais fraco.

p "Este é um alerta para qualquer pessoa que use discos de filtro de óxido de alumínio, "ele disse." As pessoas têm usado para preparação de amostras em muitas áreas da ciência dos materiais e da biologia. Agora sabemos que não é tão limpo quanto pensamos. "