p Cientistas da Rice University que inventaram o grafeno induzido por laser (LIG) para aplicações como supercapacitores descobriram agora uma maneira de tornar o grafeno esponjoso super-hidrofóbico ou super-hidrofílico. p Até recentemente, o laboratório de arroz da James Tour fez LIG apenas ao ar livre, usando um laser para queimar parte do caminho através de uma folha de poliimida flexível para obter flocos interconectados de grafeno. Mas colocar o polímero em um ambiente fechado com vários gases mudou as propriedades do produto.

p Formar LIG em argônio ou hidrogênio o torna super-hidrofóbico, ou evitando água, uma propriedade altamente valorizada para separar a água do óleo ou de superfícies de degelo. Formando-o em oxigênio ou ar o torna super-hidrofílico, ou atração de água, e isso o torna altamente solúvel.

p A pesquisa na Rice e na Ben-Gurion University em Israel é o assunto de um artigo na Advanced Materials.

p "Os laboratórios podiam tornar o grafeno hidrofóbico ou hidrofílico antes, mas envolveu várias etapas de processos de deposição química úmida ou de vapor químico, "Tour disse." Estamos fazendo isso em uma etapa com materiais relativamente baratos em uma câmara de atmosfera caseira. "

p Os laboratórios ganharam um bônus quando descobriram que a fabricação de LIG em oxigênio aumentava o número de defeitos - anéis de 5 e 7 átomos - nos flocos de grafeno, melhorando sua capacitância e seu desempenho quando usado como um material de eletrodo para microssupercapacitores.

p Mudanças no conteúdo químico do gás e até mesmo mudanças na direção do padrão de varredura do laser alteraram o material, levando os pesquisadores a acreditar que as propriedades hidrofóbicas ou -fílicas do LIG poderiam ser ajustadas.

p Eles também descobriram quando rasparam o grafeno de uma folha hidrofílica de polímero e o transformaram em um filme, o resultado foi hidrofóbico. "Isso nos leva a acreditar que a orientação da superfície dos flocos do LIG tem muito a ver com como ele reage com a água, "Tour disse." Se as bordas estão mais expostas, parece ser hidrofílico; se os planos basais estão mais expostos, suas propriedades hidrofóbicas assumem o controle. "

p O que torna um material "super" em qualquer direção é o ângulo em que ele encontra a água. Um material com um ângulo de contato de 0 graus é considerado superhidrofílico. Nesse caso, a água se acumularia no material em uma poça. Se o ângulo for 150 graus ou mais, isso é super-hidrofóbico; o ângulo é determinado pela quantidade de gotas de água. (Um ângulo de 180 graus seria uma esfera assentada perfeitamente em cima do LIG.)

p A descoberta de que o tipo de superfície e a química afetam o LIG também deve permitir alguma margem de manobra no ajuste das propriedades do material, Tour disse. Na verdade, quando eles usaram um gás de enxofre / flúor para fazê-lo, eles aumentaram a super-hidrofobicidade do LIG para 160 graus.