p Pesquisadores do Center for Multidimensional Carbon Materials, dentro do Instituto de Ciências Básicas (IBS) do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan divulgou um novo método para adicionar grupos químicos em (isto é, para "funcionalizar") grafeno de camada única (SLG) e bicamada (BLG) sobre sílica / silício. Este estudo, publicado recentemente online no Jornal da American Chemical Society ( JACS ) também sugere como o grafeno decorado serve como uma plataforma para produzir materiais 2-D com novas características. p Uma única camada de átomos de carbono embalados em uma estrutura de favo de mel, chamado grafeno, é um dos materiais mais versáteis já feitos. Sua excelente condutividade elétrica e de calor, combinado com leveza e força, oferecem possibilidades atraentes para uma variedade de funções úteis.

p Para melhor sintonizar as propriedades do grafeno, o uso de grafeno funcionalizado, que é o grafeno decorado com outros grupos químicos, atraiu amplo interesse de pesquisa. Tal grafeno funcionalizado poderia ser aplicado a transistores, sensores, supercapacitores, entrega de drogas, eletrodos flexíveis e nanocompósitos poliméricos.

p A funcionalização do SLG em sílica / silício foi relatada anteriormente, mas quando um BLG é usado, a reação acaba sendo muito mais complicada. BLG tem reatividade diferente porque duas camadas de grafeno aderem uma à outra por meio do que são conhecidas como forças de van der Waals, tornam o BLG mais estável quimicamente e até mesmo não reativo para algumas reações. Aspectos fascinantes adicionais incluem a reatividade de cada uma das camadas no BLG e outros fatores que podem influenciar a reação.

p Para comparar e contrastar a reação de SLG e BLG, a equipe produziu amostras perfeitas de SLG e BLG e as tornou mais propensas a reagir, imergindo-as em uma mistura de liga de sódio-potássio (NaK) e uma molécula de éter de coroa em formato de anel (15-coroa-5) em tetra-hidrofurano (THF) . Esta solução forma um íon de sódio carregado negativamente (Na-), que reduz o grafeno, doando elétrons para ele, e permite que SLG e BLG reajam com outras moléculas mais facilmente.

p Usando esta reação, Os pesquisadores do IBS demonstraram que, embora o BLG seja menos reativo do que o SLG, ambos podem ser funcionalizados. Além disso, usando um BLG com uma camada de carbono normal e outra camada de carbono marcado com isótopos de carbono (13C), os cientistas esclareceram que tanto as camadas superiores quanto as inferiores de grafeno são decoradas.

p A equipe também mostrou que o grafeno funcionalizado pode sofrer mais reações químicas com outras moléculas, que dificilmente se ligaria a ele de outra forma para as condições de reação usadas. Por exemplo, o grafeno funcionalizado com 4-iodopiridina pode então reagir ainda mais com o brometo de benzila. Esta é uma abordagem particularmente interessante, uma vez que o grafeno decorado com brometo de benzila pode ser usado para sensores e pode ser decorado com mais grupos químicos, expandindo enormemente o 'kit de ferramentas' de opções.

p “Prevemos que este método e plataforma contribuirão para expandir a gama de aplicação do grafeno, "comenta Rodney S. Ruoff, autor correspondente do artigo.