p Um simples, o método verde que aplica um revestimento protetor a semicondutores pode ajudar a desenvolver esses materiais para muitas aplicações, de baterias a biossensores. p O silício forma uma camada de óxido em sua superfície quando exposto ao ar ou umidade, o que pode prejudicar suas propriedades eletrônicas. Adicionar uma 'película' de moléculas ao silício pode fornecer uma barreira física que evita a oxidação, mas formar essas monocamadas pode ser complicado, exigindo uma atmosfera inerte e longos tempos de processamento, ou exigir o uso de solventes orgânicos potencialmente prejudiciais.

p Sreenivasa Reddy Puniredd, do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais, e colegas desenvolveram agora uma nova maneira de fornecer as moléculas protetoras usando dióxido de carbono supercrítico (scCO2). O dióxido de carbono é convertido em scCO2 sob alta pressão, quando se torna um líquido de fluxo livre que é quimicamente inerte, barato, e mais ecologicamente correto do que os solventes tradicionais.

p Os pesquisadores usaram scCO2 para transportar moléculas chamadas alquiltióis, que contêm longas cadeias de carbono com um átomo de enxofre em uma extremidade. O enxofre forma uma ligação estável com o silício, enquanto as cadeias de carbono que repelem a água formam uma camada compacta na superfície do silício.

p Para aplicar o revestimento, eles usaram alquiltióis contendo entre sete e 18 átomos de carbono para revestir o silício, germânio, e nanofios de silício. Cada procedimento demorou algumas horas, e produziu monocamadas entre 1,6 nanômetros e 2,3 nanômetros de espessura que resistiram ao desgaste e repeliram a água. O maior efeito foi observado para as cadeias de alquiltiol mais longas.

p As monocamadas também protegeram a superfície do oxigênio por mais de 50 dias; aqueles preparados usando solventes convencionais eram tipicamente estáveis ​​por menos de sete dias. “O aumento da estabilidade era esperado, mas essa estabilidade de longo prazo foi uma surpresa, "diz Puniredd.

p Nanofios de silício estão sendo testados para uma variedade de aplicações biológicas, incluindo biossensores e superfícies antibacterianas. Embora frágil e facilmente danificado por outros métodos de formação de monocamada, os nanofios de silício não foram danificados pelo processo scCO2, permitindo aos pesquisadores testar como eles interagiram com as células do fígado humano. Aqueles protegidos pelo alquiltiol de 18 carbonos reduziram significativamente o crescimento celular nos nanofios, em comparação com nanofios desprotegidos ou uma superfície plana de silício. Isso provavelmente ocorre porque as proteínas das células não conseguiram se prender às longas cadeias de carbono da monocamada.

p "Esta tecnologia scCO2 pode ser adotada para muitos tipos de modificação de superfície inorgânica, "diz Puniredd." A tecnologia não é apenas escalável, mas também melhora a qualidade e estabilidade do filme. Ele pode substituir potencialmente bilhões de libras de solventes orgânicos usados ​​todos os anos na fabricação de filmes finos e em aplicações de limpeza. "