p Amasse um pedaço de papel e provavelmente ele vai para a lata de lixo, mas uma nova pesquisa mostra que folhas amassadas repetidamente do nanomaterial grafeno podem realmente melhorar algumas de suas propriedades. Em alguns casos, quanto mais amassado, melhor. p A pesquisa de engenheiros da Brown University mostra que o grafeno, enrugado e amassado em um processo de várias etapas, torna-se significativamente melhor em repelir água - uma propriedade que pode ser útil para fazer superfícies com autolimpeza. O grafeno amassado também aumentou as propriedades eletroquímicas, o que poderia torná-lo mais útil como eletrodos em baterias e células de combustível.

p Os resultados são publicados na revista Materiais avançados .

p Gerações de rugas

p Esta nova pesquisa baseia-se no trabalho anterior feito por Robert Hurt e Ian Wong, da Escola de Engenharia de Brown. A equipe já havia mostrado que, ao introduzir rugas no grafeno, eles poderiam fazer substratos para a cultura de células que eram mais semelhantes aos ambientes complexos em que as células crescem no corpo. Para este último trabalho, os pesquisadores liderados por Po-Yen Chen, um pós-doutorado Hibbit, queria construir arquiteturas mais complexas que incorporassem rugas e dobras. "Eu queria ver se havia uma maneira de criar estruturas geracionais superiores, "Chen disse.

p Fazer isso, os pesquisadores depositaram camadas de óxido de grafeno em filmes retráteis - membranas de polímero que encolhem quando aquecidas (as crianças podem conhecê-las como Shrinky Dinks). Conforme os filmes encolhem, o grafeno no topo é comprimido, fazendo com que enrugue e amasse. Para ver que tipo de estruturas eles podem criar, os pesquisadores compactaram as mesmas folhas de grafeno várias vezes. Após o primeiro psiquiatra, o filme foi dissolvido, e o grafeno foi colocado em um novo filme para ser novamente encolhido.

p Os pesquisadores experimentaram diferentes configurações nas sucessivas gerações de encolhimento. Por exemplo, às vezes eles prendiam extremidades opostas dos filmes, o que os fez encolher apenas ao longo de um eixo. Os filmes presos produziram folhas de grafeno com basicamente rugas paralelas em sua superfície. Filmes não fixados encolheram em duas dimensões, tanto no comprimento quanto na largura, criando uma superfície de grafeno que foi amassada em formas aleatórias.

p A equipe experimentou esses diferentes modos de encolhimento ao longo de três gerações sucessivas. Por exemplo, eles podem encolher a mesma folha de grafeno em um filme preso, em seguida, um filme não clamped, então apertou novamente; ou solto, preso, solto. Eles também giraram o grafeno em diferentes configurações entre encolhimentos, às vezes, colocando a folha perpendicular à sua orientação original.

p A equipe descobriu que a abordagem multigeracional poderia comprimir substancialmente as folhas de grafeno, tornando-os tão pequenos quanto um quadragésimo do tamanho original. Eles também mostraram que gerações sucessivas podem criar padrões interessantes ao longo da superfície - rugas e dobras que foram sobrepostas umas às outras, por exemplo.

p "Conforme você avança nas gerações, tende a obter estruturas de comprimento de onda maiores com o original, estrutura de comprimento de onda menor de gerações anteriores incorporada a eles, "disse Robert Hurt, professor de engenharia na Brown e um dos autores correspondentes do artigo.

p Uma folha que foi encolhida e presa, solto, e então presos pareciam diferentes daqueles que não estavam presos, preso, solto, por exemplo.

p "A sequência é importante, "disse Wong, também um autor correspondente no artigo. "Não é como a multiplicação em que 2 vezes 3 é o mesmo que 3 vezes 2. O material tem uma 'memória' e obtemos resultados diferentes quando amassamos ou amassamos em uma ordem diferente."

p Os pesquisadores geraram uma espécie de taxonomia de estruturas nascidas de diferentes configurações de encolhimento. Eles então testaram várias dessas estruturas para ver como alteravam as propriedades das folhas de grafeno.

p Propriedades aprimoradas

p Eles mostraram que uma superfície de grafeno altamente enrugada se torna superhidrofóbica - capaz de resistir ao umedecimento pela água. Quando a água toca uma superfície hidrofóbica, ele forma gotas e rola. Quando o ângulo de contato dessas gotas de água com uma superfície subjacente excede 160 graus - o que significa que muito pouco da superfície da gota de água toca o material - o material é considerado super-hidrofóbico. Os pesquisadores mostraram que podiam produzir grafeno super-hidrofóbico com três encolhimentos não fixados.

p A equipe também mostrou que o amassamento pode melhorar o comportamento eletroquímico do grafeno, que pode ser útil no armazenamento e geração de energia da próxima geração. A pesquisa mostrou que o grafeno amassado usado como eletrodo de bateria teve um aumento de até 400% na densidade de corrente eletroquímica em relação às folhas planas de grafeno. Esse aumento na densidade de corrente pode tornar as baterias muito mais eficientes.

p "Você não precisa de um novo material para fazer isso, "Chen disse." Você só precisa amassar o grafeno. "

p Além de baterias e revestimentos resistentes à água, grafeno comprimido desta maneira também pode ser útil em eletrônicos extensíveis - um sensor vestível, por exemplo.

p O grupo planeja continuar experimentando diferentes formas de gerar estruturas no grafeno e outros nanomateriais.

p "Existem muitos novos nanomateriais bidimensionais que têm propriedades interessantes, não apenas grafeno, "Wong disse." Portanto, outros materiais ou combinações de materiais também podem se organizar em estruturas interessantes com funcionalidades inesperadas. "