p O grafeno é um material extremamente forte, pois tem apenas um átomo de carbono de espessura. Mas encontrar maneiras de fazer algo com ele - que também seja acessível - sempre foi um desafio. p Os cientistas há muito estão entusiasmados com o potencial do grafeno para revolucionar tecnologias, e até considerá-lo uma tecnologia em si. O grafeno é o condutor de eletricidade e calor mais conhecido. É também a superfície mais fina e representa o material maravilhoso da próxima geração para aplicações diárias em eletrônica.

p O Prêmio Nobel de Física de 2010 foi concedido a Konstantin Novoselov e Andre Geim por seu trabalho pioneiro sobre as propriedades eletrônicas do grafeno.

p Seguiu-se muito entusiasmo no mundo da ciência com conceitos para revolucionar telas e circuitos eletrônicos. Essas duas áreas formam a base de muitas tecnologias, portanto, o impacto do grafeno foi extenso.

p Como fazer grafeno

p Para tais aplicações, o grafeno teve que ser produzido industrialmente como grandes filmes finos em um material de suporte. Isso destacou dois caminhos onde o grafeno pode ser direcionado:como um componente eletrônico; ou como a tecnologia principal.

p Mas essas direções eram bastante estreitas, já que eles se concentraram apenas em explorações comerciais potenciais envolvendo as indústrias de eletrônicos.

p A demanda exagerada de grafeno para ser comercializado rapidamente superou os desafios sobrepostos relativos ao processamento de nanomateriais. Como tal, apesar de toda a excitação, o grafeno ainda não encontrou uso generalizado porque é quimicamente difícil de processar.

p Deixe a química encontrar uma utilidade

p Em 2009 desenvolvi a primeira técnica para produzir grafeno quimicamente em quantidades em escala industrial.

p Ficou claro que a química tinha um papel fundamental a desempenhar no uso futuro do material. Agora poderíamos criar quantidades de gramas e quilogramas de folhas de grafeno átomo a átomo usando reações químicas.

p Meu trabalho levou a muitas tentativas de pesquisadores de todo o mundo para encontrar técnicas mais viáveis ​​para produzir grafeno. Cada tentativa de ser criativo, peculiar, ou mais inovador em relação à técnica anterior.

p Encontramos uma avenida onde aparelhos caros não eram mais necessários e o pó de grafeno podia ser transportado com uma vida útil prolongada. Esse agora é um objetivo comum entre os pesquisadores.

p Este desenvolvimento superou um importante inquilino que foi esquecido durante a era da física:o grafeno é essencialmente um material que é todo superficial. A interface em uma superfície é onde coisas interessantes acontecem e onde os químicos operam.

p Para fazer algo útil com uma superfície, você precisa muito dela, e agora tínhamos muito grafeno. As opções para obter muito material de grafeno são simples. Comece retirando grafite do solo a partir de depósitos naturais, ou você faz quimicamente no laboratório.

p O grafeno produzido quimicamente oferece uma quantidade relativamente grande de superfície para realizar reações químicas emocionantes. Isso é equivalente a ter um belo campo de futebol liso para movimentar uma bola de futebol.

p Material não pegajoso, este grafeno

p Mas mudar a estrutura química do grafeno enquanto mantém suas excelentes propriedades físicas é incrivelmente difícil. Isso se deve a um paradoxo que permite a própria existência do grafeno:a notável estabilidade da superfície do grafeno.

p Moléculas como metais e gases necessários para o armazenamento de energia simplesmente não se prendem ao grafeno. Imagine se tudo o que você colocou em sua mesa simplesmente continuasse caindo - a mesa não teria muita utilidade.

p As tentativas de mudar a natureza química do grafeno se concentraram em anexar um pequeno número de moléculas. Isso tem limitado a utilização de grafeno em nanotecnologias, como a próxima geração de baterias, filmes de energia solar e células de combustível envolvem reações químicas mais complexas.

p As aplicações que veriam o grafeno usado nessas tecnologias exigiriam moléculas com uma química versátil presa ao grafeno.

p Coloque boro a bordo

p Junto com meus colegas, criamos um novo material híbrido de grafeno anexando diretamente aglomerados de boro à superfície do grafeno.

p O truque era usar a rede conjugada estável do grafeno para capturar um aglomerado de boro altamente reativo. Anexar esses tipos de produtos químicos desbloqueia propriedades de materiais inteiramente novas e interessantes, como funcionalidade aprimorada e capacidade de resposta organizada hierarquicamente.

p Por exemplo, o material pode agora em breve ser usado para interagir com moléculas biológicas, colher luz solar para uso em células solares, e ancorar metais para armazenamento eficiente de hidrogênio.

p O trabalho fornecerá uma visão sobre como os materiais de grafeno mantêm sua função após o processamento em grande escala. Agora podemos realizar reações químicas exatas no grafeno que acabarão se traduzindo em tecnologias baseadas em grafeno mais confiáveis ​​e acessíveis.

p Expandimos os limites da nanoescala e começamos a encontrar novas maneiras de criar materiais do zero com propriedades fascinantes que podem ser comercializados. p Esta história foi publicada como cortesia de The Conversation (sob Creative Commons-Atribuição / Sem derivados).