p O Grupo de Detecção Quântica do National Physical Laboratory (NPL) acaba de publicar pesquisas investigando a hidrofobicidade do grafeno epitaxial, que poderia ser usado no futuro para melhor adequar os revestimentos de grafeno para aplicações na medicina, eletrônicos e muito mais. Ao contrário das crenças amplamente aceitas, os resultados indicam que a hidrofobicidade do grafeno é fortemente dependente da espessura, com o grafeno de camada única sendo significativamente mais hidrofílico do que suas contrapartes mais espessas. p O grafeno é um cristal bidimensional de carbono, com muitas aplicações potenciais, como eletrônicos flexíveis, transistores eficientes e novos sensores. Para incentivar a absorção de grafeno para aplicações elétricas, os desafios da produção em grande escala e do controle de suas propriedades sob uma variedade de condições ambientais precisam ser enfrentados.

p Muitos dispositivos baseados em grafeno terão que operar em condições ambientais onde a umidade é diferente de zero e não monitorada. A umidade do ar pode afetar o desempenho do grafeno por meio de mudanças em suas propriedades mecânicas e elétricas - portanto, é extremamente importante obter conhecimento da afinidade do grafeno com a água.

p O novo estudo, conduzido em colaboração com o Laboratório de Pesquisa Naval, aborda a questão muito debatida de se o grafeno é hidrofóbico ou hidrofílico. A suposição comum é que o grafeno, como acontece com muitos outros materiais à base de carbono, é hidrofóbico. Este trabalho, publicado na revista American Chemical Society ACS Nano , provou que a questão é muito mais complicada do que se pensava.

p As propriedades de adesão e fricção do grafeno de camada única e dupla foram estudadas usando microscopia de força química com uma sonda hidrofóbica - uma variante da microscopia de força atômica onde um substrato é estudado usando as forças entre uma sonda e uma superfície. Uma força de adesão maior foi medida entre a sonda e o grafeno de camada dupla / tripla em comparação com o grafeno de camada única, mostrando que o grafeno de camada dupla / tripla é mais hidrofóbico. Isso sugere que a hidrofobicidade depende da espessura das camadas de grafeno.

p Esses resultados foram confirmados pelo mapeamento em nanoescala das forças de atrito:os domínios hidrofóbicos mostraram uma força de atrito mais baixa, um resultado consistente com o fato de que os diferentes níveis de hidrofobicidade tendem a afetar o arranjo das moléculas de água circundantes e, por sua vez, o movimento deslizante da ponta da sonda.

p As técnicas demonstradas pelo NPL podem ser usadas no futuro para aprofundar nossa compreensão do comportamento de umedecimento do grafeno, com um foco particular nos efeitos dos diferentes métodos de produção de grafeno. Em particular, ele abre o caminho para diferenciar revestimentos à base de grafeno e personalizá-los para uma aplicação específica.

p Por exemplo, revestimentos mais espessos (grafeno de camada dupla ou mais) são ideais para aplicações hidrofóbicas, como equipamentos médicos e componentes eletrônicos. Por outro lado, revestimentos de grafeno de camada única podem ser usados ​​onde uma superfície hidrofílica é necessária, como por exemplo em vidros antiembaçantes e revestimentos para edifícios.