p Pela primeira vez, uma equipe de cientistas conseguiu medir e controlar com precisão a espessura de um composto orgânico que foi ligado a uma camada de grafeno. Isso pode permitir que o grafeno seja usado como um detector sensível para moléculas biológicas no futuro. p O carbono puro ocorre em muitas formas. Além das configurações clássicas encontradas em diamantes, grafite, e carvão, existem outros primos exóticos mais jovens, como o grafeno. Sua estrutura lembra um favo de mel - uma malha hexagonal com um átomo de carbono em cada canto - que tem apenas uma única camada atômica de espessura. Portanto, é essencialmente bidimensional. Como resultado, o grafeno é extremamente condutor, completamente transparente, e bastante resiliente tanto química quanto mecanicamente.

p O grafeno não é muito seletivo

p Há muito se sabe que o grafeno também é fundamentalmente adequado para detectar vestígios de moléculas orgânicas. Isso ocorre porque a condutividade elétrica do grafeno cai assim que moléculas estranhas se ligam a ele. O problema, no entanto, é que isso acontece com quase todas as moléculas. O grafeno não é muito seletivo, o que torna muito difícil diferenciar as moléculas. Portanto, não pode ser usado como sensor.

p Agora, suportes de montagem para moléculas de detector anexadas

p Agora, uma equipe do HZB Institute for Silicon Photovoltaics encontrou uma maneira de aumentar a seletividade. Eles foram bem-sucedidos em ativar eletroquimicamente o grafeno e prepará-lo para hospedar moléculas que atuam como sítios de ligação seletiva. Para conseguir isso, grupos para-maleimidofenil de uma solução orgânica foram enxertados na superfície do grafeno. Essas moléculas orgânicas se comportam como suportes de montagem aos quais as moléculas do detector seletivo podem ser fixadas na próxima etapa. "Graças a essas moléculas, o grafeno agora pode ser empregado para detectar várias substâncias semelhantes a como uma chave se encaixa na fechadura ", explica o Dr. Marc Gluba. As moléculas "fechadas" na superfície são altamente seletivas e absorvem apenas as moléculas "chave" correspondentes.

p Grandes superfícies de grafeno em HZB

p Outros grupos de pesquisa também realizaram experimentos nesse sentido. Contudo, eles só tinham pequenos flocos de grafeno com diâmetros da ordem dos mícrons disponíveis para eles, de modo que os efeitos de borda predominaram. Enquanto isso, Físicos e químicos do HZB produziram superfícies de grafeno com vários centímetros quadrados de tamanho, de modo que os efeitos de borda dificilmente desempenham qualquer papel em comparação com os processos de superfície. Então, eles transferiram a camada de grafeno para uma microbalança de cristal de quartzo. Qualquer aumento na massa altera a frequência oscilatória do cristal de quartzo, que mesmo pequenas quantidades até as camadas moleculares individuais podem ser medidas.

p Detecção e controle precisos

p "Pela primeira vez, fomos capazes de detectar com precisão e exatidão quantas moléculas realmente foram enxertadas na superfície do grafeno ", relata o pesquisador júnior Felix Rösicke, que investigou esse problema para sua tese de doutorado. "Além disso, podemos controlar com precisão quantas moléculas se ligam ao grafeno, ajustando uma voltagem aplicada ", explica o Dr. Jörg Rappich do HZB Institute for Silicon Photovoltaics, Conselheiro de Rösicke.

p "As esperanças que temos para o grafeno são realmente enormes", diz o Prof. Norbert Nickel, chefe da equipe de pesquisa. Por exemplo, algo que você poderia imaginar seria um "lab-on-a-chip" realmente barato - você aplicaria uma única gota de sangue e obteria imediatamente dados para diagnósticos médicos importantes.