A pressão entre as camadas de nanofolhas de óxido de grafeno empilhadas aumenta com o calor
p As nanofolhas de óxido de grafeno são submetidas a uma pressão muito alta quando a distância entre as camadas é encurtada por tratamento térmico. A espessura de uma nanofolha é de cerca de 1 nm. (1 Å =0,1 nm =0,0000001 mm) Crédito:Ryo Ohtani
p O grafeno é uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura, e chamou a atenção mundial como um novo material. Um grupo de pesquisa da Universidade Kumamoto, O Japão descobriu que a pressão pode ser gerada simplesmente empilhando nanofolhas de óxido de grafeno, um material que se assemelha muito ao grafeno. Eles também descobriram que a pressão pode ser aumentada reduzindo a distância entre as camadas por meio de tratamento térmico. É uma abordagem inovadora para aplicar alta pressão sem usar uma enorme quantidade de energia. p O Prêmio Nobel de Física de 2010 foi concedido a dois cientistas, Andre Geim e Konstantin Novoselov, para experimentos de grafeno inovadores. O material de carbono é muito fino, Forte, flexível, e tem alta condutividade elétrica. Nanofolhas de grafeno oxidado têm muitos grupos funcionais de oxigênio na frente e atrás do grafeno, e pesquisas anteriores mostraram que, se várias camadas de nanofolhas de grafeno oxidadas forem tratadas termicamente, a distância entre camadas diminui à medida que os grupos funcionais de oxigênio são eliminados.
p Isso levou os pesquisadores da Universidade Kumamoto, O Japão deve considerar que a redução da distância entre camadas de nanofolhas de óxido de grafeno, poderia permitir que fosse usado como um compressor que aplica pressão a uma substância imprensada entre as folhas. Para medir a pressão entre nanofolhas, eles usaram materiais moleculares que mudam o estado elétrico dos íons metálicos em resposta à pressão (fenômeno de cruzamento de spin). Eles observaram uma mudança de estado elétrico das nanopartículas de ferro imprensando o material e medindo o fenômeno de cruzamento de spin entre as nanofolhas de óxido de grafeno.
p À medida que a distância entre camadas torna-se menor, a pressão entre as camadas aumenta. Isso significa que o valor da pressão pode ser ajustado pela temperatura do tratamento térmico. A pressão máxima que os pesquisadores mediram foi 38 x 10
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Pa (101, 300 Pa à pressão atmosférica, ou cerca de 375 atm). Além disso, eles descobriram que a pressão não ocorre a menos que as nanofolhas estejam devidamente empilhadas.
p "Existem vários exemplos de materiais especiais que causam compressão simplesmente ensanduichados ou embrulhados, semelhantes aos nossos resultados aqui, "disse o professor assistente Ryo Ohtani da Universidade de Kumamoto, quem conduziu o estudo. "Mas, até onde sabemos, esta nanofolha de grafeno é o primeiro exemplo no mundo com a capacidade de ajustar a pressão aplicada simplesmente alterando a temperatura do tratamento térmico. Esperamos que este "nanocompressor" leve a novos desenvolvimentos em campos como química ou física de materiais. Particularmente porque esta técnica produz altas pressões que normalmente não podem ser obtidas sem adicionar uma grande quantidade de energia. "