p O esquema para obter uma estrutura híbrida de 'polímero de grafeno'. Crédito:Tomsk Polytechnic University
p Pesquisadores da Tomsk Polytechnic University, junto com seus colegas internacionais, descobriram um método para modificar e usar o grafeno, um condutor fino de um átomo de corrente e calor, sem destruí-lo. Graças ao método, os pesquisadores foram capazes de sintetizar um polímero bem estruturado com uma forte ligação covalente em grafeno de camada única. Eles chamam o resultado de "tapetes de polímero". A estrutura é altamente estável e menos sujeita a degradação ao longo do tempo, prometendo o desenvolvimento de eletrônicos orgânicos flexíveis. Se uma camada de dissulfeto de molibdênio for adicionada sobre este "nanocarpet, “a estrutura resultante gera corrente sob a exposição à luz. O estudo foi publicado na
Journal of Materials Chemistry C . p O grafeno é simultaneamente o mais durável, luz e um material de carbono eletricamente condutor. Pode ser usado para a fabricação de baterias solares, telas de smartphones, eletrônicos finos e flexíveis, e até mesmo em filtros de água, já que os filmes de grafeno passam as moléculas de água e interrompem todos os outros compostos. O grafeno deve ser integrado em estruturas complexas para ser usado com sucesso. Contudo, isso é um desafio. De acordo com os cientistas, O grafeno em si é estável o suficiente e reage mal com outros compostos. Para fazê-lo reagir com outros elementos, ou seja, para modificá-lo, o grafeno é geralmente pelo menos parcialmente destruído. Esta modificação degrada as propriedades dos materiais obtidos.
p Professor Raul D. Rodriguez, da Escola de Pesquisa de Química e Ciências Biomédicas Aplicadas, diz, "Ao funcionalizar o grafeno, você deve ter muito cuidado. Se você exagerar, as propriedades únicas do grafeno são perdidas. Portanto, decidimos seguir um caminho diferente. No grafeno, existem nano-defeitos inevitáveis, por exemplo, nas bordas do grafeno e rugas no plano. Os átomos de hidrogênio costumam estar ligados a esses defeitos. É esse hidrogênio que pode interagir com outros produtos químicos. "
p Para modificar o grafeno, os autores usam um substrato de metal fino no qual uma única camada de grafeno é colocada. Em seguida, o grafeno é coberto com uma solução de moléculas de bromo-poliestireno. As moléculas interagem com o hidrogênio e estão ligadas aos defeitos existentes, resultando em polihexiltiofeno (P3HT). Mais exposto à luz durante a fotocatálise leva ao desenvolvimento de um polímero.
p "No resultado, obtivemos as amostras com uma estrutura semelhante a 'tapetes de polímero, 'como os chamamos no jornal. Acima desse 'tapete de polímero, 'colocamos dissulfeto de molibdênio. Devido a uma combinação única de materiais, obtemos uma estrutura em sanduíche que funciona como uma bateria solar. Isso é, ele gera corrente quando exposto à luz. Em nossos experimentos, uma forte ligação covalente é estabelecida entre as moléculas do polímero e o grafeno, o que é crítico para a estabilidade do material obtido, "observa Rodriguez.
p Segundo o pesquisador, este método para modificação de grafeno produz um composto muito resistente; também é simples e barato, como materiais acessíveis são usados. O método é versátil porque torna possível o cultivo de polímeros muito diferentes diretamente no grafeno.
p “A resistência do material híbrido obtido é alcançada porque não destruímos o grafeno em si, mas use defeitos pré-existentes e uma forte ligação covalente às moléculas de polímero. O estudo é promissor para o desenvolvimento de eletrônicos finos e flexíveis em que baterias solares podem ser acopladas a roupas, e quando deformado, não vai quebrar, "diz o professor.