p Após seis anos de árduo esforço, um grupo de cientistas de materiais da Universidade de Wisconsin-Madison acredita que sua descoberta no cultivo de pequenas folhas de óxido de zinco pode ter enormes implicações para o futuro da fabricação de nanomateriais - e por sua vez, em uma série de dispositivos eletrônicos e biomédicos. p O grupo, liderado por Xudong Wang, professor associado de ciência e engenharia de materiais na UW-Madison, e o pesquisador de pós-doutorado Fei Wang, desenvolveu uma nova técnica para sintetizar nanofolhas bidimensionais a partir de compostos que não formam naturalmente os materiais com espessura da camada atômica. É a primeira vez que tal técnica tem sucesso, e os pesquisadores descreveram suas descobertas 20, Janeiro, 2016, no jornal Nature Communications .

p Essencialmente, o equivalente microscópico de uma única folha de papel, uma nanofolha 2D é um material restrito a apenas algumas camadas atômicas em uma direção. Nanomateriais - materiais que são restritos em pelo menos uma dimensão a um máximo de um punhado de camadas atômicas - têm propriedades físicas únicas que alteram suas propriedades eletrônicas e químicas em relação à sua composição idêntica, mas convencional, e maior, contrapartes materiais. "O que é bom com um nanomaterial 2D é que, por ser uma folha, é muito mais fácil para nós manipular em comparação com outros tipos de nanomateriais, "diz Xudong Wang.

p Até agora, os cientistas de materiais estavam limitados a trabalhar com nanofolhas 2D de ocorrência natural. Essas estruturas 2D naturais incluem grafeno, uma única camada de grafite, e um número limitado de outros compostos. O desenvolvimento de um método confiável para sintetizar e fabricar nanofolhas 2D a partir de outros materiais tem sido uma meta dos pesquisadores de materiais e da indústria de nanotecnologia há anos.

p Em sua técnica, a equipe da UW-Madison aplicou um surfactante especialmente formulado - uma substância semelhante a um detergente - na superfície de um líquido contendo íons de zinco. Devido às suas propriedades químicas, o surfactante se monta em uma única camada na superfície do líquido, com íons de sulfato carregados negativamente apontados na direção do líquido. Esses íons de sulfato atraem os íons de zinco carregados positivamente de dentro do líquido para a superfície, e dentro de algumas horas íons de zinco suficientes são desenhados para formar nanofolhas contínuas de óxido de zinco com apenas algumas camadas atômicas de espessura.

p Xudong Wang teve a ideia de usar um surfactante para fazer crescer nanofolhas durante uma palestra que ministrou em um curso de nanotecnologia em 2009.

p “O curso inclui uma palestra sobre automontagem de monocamadas, "diz Xudong Wang." Nas condições corretas, um surfactante se auto-montará para formar uma monocamada. Este é um processo bem conhecido que ensino em sala de aula. Então, enquanto ensinava isso, eu me perguntei por que não seríamos capazes de reverter esse método e usar a monocamada de surfactante primeiro para fazer crescer a face cristalina. "

p Após cinco anos de tentativa e erro com diferentes soluções de surfactante, a ideia finalmente deu certo há cerca de um ano.

p "Estamos muito entusiasmados com isso, "diz Xudong Wang." Esta é definitivamente uma nova maneira de fabricar nanofolhas 2D, e tem grande potencial para diferentes materiais e para muitas aplicações diferentes. "

p Os pesquisadores já descobriram que as nanofolhas de óxido de zinco 2D que eles desenvolveram são capazes de funcionar como transistores semicondutores do tipo p, que é o comportamento eletrônico oposto do óxido de zinco que ocorre naturalmente. Há algum tempo, os pesquisadores tentam produzir óxido de zinco com propriedades de semicondutor do tipo p confiáveis.

p O óxido de zinco é um componente muito útil de materiais eletrônicos, e as novas nanofolhas têm potencial para uso em sensores, transdutores e optoeletrônicos.

p Mas as nanofolhas de óxido de zinco são apenas as primeiras do que pode ser uma revolução nos nanomateriais 2D. Já, a equipe da UW-Madison está aplicando seu método surfactante ao crescimento de nanofolhas 2D de ouro e paládio, e a técnica é promissora para o crescimento de nanofolhas de todos os tipos de metais que não as formariam naturalmente.

p "Ele traz muitos novos materiais funcionais para esta categoria de materiais 2D, "Xudong Wang diz.