p O grafeno é um dos novos materiais mais promissores. Contudo, pesquisadores em todo o mundo ainda estão procurando uma maneira de produzir grafeno livre de defeitos a custos baixos. Químicos da Friedrich-Alexander-Universiät Erlangen-Nürnberg (FAU) agora conseguiram produzir grafeno sem defeitos diretamente da grafite pela primeira vez. Eles publicaram recentemente suas descobertas no jornal Nature Communications . p O grafeno é bidimensional e consiste em uma única camada de átomos de carbono. É particularmente bom na condução de eletricidade e calor, transparente e flexível, mas forte. As propriedades exclusivas do grafeno o tornam adequado para uso em uma ampla gama de tecnologias pioneiras, como em eletrodos transparentes para telas flexíveis.

p Contudo, a indústria de semicondutores só será capaz de usar o grafeno com sucesso uma vez que propriedades como o tamanho, área e número de defeitos - que influenciam sua condutividade - podem ser melhorados durante a síntese. Uma equipe de pesquisadores da FAU liderada pelo Dr. Andreas Hirsch da Cátedra de Química Orgânica II fez recentemente um avanço crucial nesta área. Com a ajuda do aditivo benzonitrila, eles encontraram uma maneira de produzir grafeno sem defeitos diretamente de uma solução. Seu método permite que o grafeno - que é de uma qualidade mais alta do que nunca - seja cortado sem causar defeitos e também permite que propriedades eletrônicas específicas sejam definidas através do número de portadores de carga. Além disso, sua técnica é de baixo custo e eficiente.

p Uma forma comum de sintetizar o grafeno é por meio da esfoliação química do grafite. Nesse processo, íons de metal são incorporados em grafite, que é feito de carbono, resultando no que é conhecido como composto de intercalação. As camadas individuais de carbono - o grafeno - são separadas por meio de solventes. O grafeno estabilizado deve então ser separado do solvente e reoxidado. Contudo, defeitos nas camadas individuais de carbono, tais como hidratação e oxidação de átomos de carbono na rede, pode ocorrer durante este processo. Os pesquisadores da FAU encontraram agora uma solução para este problema. Ao adicionar o solvente benzonitrila, o grafeno pode ser removido sem a formação de grupos funcionais adicionais - e permanece livre de defeitos.

p 'Esta descoberta é uma inovação para especialistas no campo internacional da síntese redutiva de grafeno, “O professor Hirsch explica. “Com base nesta descoberta, podemos esperar grandes avanços em termos de aplicações deste tipo de grafeno, que é produzido usando esfoliação química úmida. Um exemplo poderia ser o corte de grafeno sem defeitos para tecnologia de semicondutores ou sensores. '

p Benefícios adicionais

p O método idealizado pelos pesquisadores da FAU tem outra vantagem:a molécula de benzonitrila reduzida formada durante a reação fica vermelha, desde que não entre em contato com oxigênio ou água. Essa mudança na cor permite que o número de portadores de carga no sistema seja determinado facilmente por meio de medições de absorção. Anteriormente, isso só podia ser feito medindo a tensão e significa que os pesquisadores do grafeno e da bateria agora têm uma nova maneira de medir o estado de carga.