p Uma equipe de pesquisadores do Center for Multidimensional Carbon Materials, dentro do Institute for Basic Science (IBS) mediram e controlaram a temperatura de bolhas de grafeno individuais com um único feixe de laser pela primeira vez. O estudo agora está disponível em Cartas de revisão física . p A natureza altamente elástica e flexível do grafeno permite a criação de grandes bolhas estáveis, de uma forma mais ou menos controlada. A tensão e a curvatura introduzidas pelas bolhas são conhecidas por afinar o eletrônico, químico, e propriedades mecânicas deste material. Geralmente, bolhas de grafeno são mais reativas do que o grafeno plano, então eles podem ser mais propensos a serem decorados com grupos químicos. As bolhas podem servir como minúsculas, reatores fechados, e sua superfície curva pode fornecer um efeito de lente. Entender como a temperatura varia dentro das bolhas é um fator importante para várias aplicações.

p "Se você acha que reações químicas podem ser realizadas dentro da bolha ou na superfície de cada bolha de grafeno, então, mudar a distribuição de temperatura em uma bolha irá influenciar significativamente as reações que ocorrem, "diz Yuan Huang, o primeiro autor do estudo.

p Neste estudo, bolhas são formadas na interface entre uma folha de grafeno e um substrato de sílica (SiO2 / Si) sobre o qual se encontra. A superfície de SiO2 atrai algumas moléculas que evaporam quando aquecidas, criando bolhas.

p Como também previsto pelos teóricos da equipe, Xiao Wang e Feng Ding, a temperatura oscila com a altura da bolha. Embora cada bolha tenha apenas vários micrômetros de largura e cerca de um micrômetro de altura, os cientistas puderam detectar uma variação na temperatura, não apenas entre o centro e as bordas, mas também em diferentes alturas da bolha.

p Quando uma bolha de grafeno é iluminada com um feixe de laser, os raios incidentes e refletidos se sobrepõem, formando uma onda estacionária ótica na superfície. Aumentar a potência do laser tem o efeito de aquecer seletivamente regiões específicas da bolha, que correspondem à interferência máxima da onda óptica estacionária. Os cientistas do IBS detectaram mudanças locais na temperatura dentro de cada bolha usando espectroscopia Raman, uma técnica padrão para medir as características e morfologia do grafeno.

p "As ondas estacionárias perto de superfícies foram ignoradas por muito tempo e raramente foram observadas de maneira direta. Os resultados são surpreendentes. O feixe de laser pode aquecer o grafeno com eficiência, e podemos determinar a condutividade térmica em bolhas de grafeno a partir de sua distribuição de temperatura, "explica Wolfgang Bacsa, um dos membros da equipe, e cientista visitante do CEMES-CNRS e da Universidade de Toulouse, na França.

p “Esses resultados confirmam a alta condutividade térmica do grafeno medida anteriormente, demonstrar a excelente adesão em torno do perímetro da bolha de grafeno, e fornecer novas perspectivas sobre como aquecer bolhas de grafeno em locais específicos, "conclui Rod Ruoff, coautor e diretor do Center for Multidimensional Carbon Materials. "Quanto mais sabemos sobre as propriedades físicas das bolhas de grafeno, mais poderemos ser capazes de fazer uso deles de maneiras diferentes. "

p Por exemplo, uma aplicação intrigante poderia ser a criação de folhas de grafeno com orifícios circulares, como um padrão de 'bolinhas'. Como o superaquecimento das bolhas faz com que elas estourem, os poros decorados com grupos químicos específicos poderiam funcionar como filtros seletivos moleculares. As propriedades únicas do grafeno nunca param de surpreender.