p Uma técnica para investigar o comportamento de umedecimento da água sobre o fosforeno - a forma de camada única do fósforo preto - foi desenvolvida por pesquisadores do A * STAR que buscam compreender melhor as propriedades que podem permitir suas aplicações comerciais. p Fosforeno, ao contrário de outros materiais 2-D comumente usados, como grafeno e dissulfeto de molibdênio, possui anisotropia estrutural, em que exibe diferentes propriedades físicas ao longo dos eixos em diferentes direções. Esta propriedade pode permitir que o fosforeno com capacidade de humedecimento ajustável seja fabricado para uso nas ciências biológicas. Ainda até agora, pouco se sabia sobre o comportamento de umedecimento desse material.

p Para realizar o potencial do fosforeno, Contudo, requer uma compreensão completa de como ele interage com biomoléculas e fluidos. Isso levou Chen Shuai, e colegas do Instituto A * STAR de Computação de Alto Desempenho para desenvolver uma técnica para investigar as características de umedecimento de gotículas de água no fosforeno.

p Os pesquisadores investigaram o ângulo de contato, uma medida da força relativa da interação entre o fosforeno e as gotas de água, que determina suas características de molhabilidade. Muitas propriedades do fosforeno, tais como gap eletrônico e adsorção atômica / molecular, são dependentes da camada, por isso, eles também consideraram o comportamento de umedecimento no fosforeno multicamadas.

p Para fazer isso, eles primeiro usaram simulações de dinâmica molecular para observar os efeitos de diferentes tamanhos de gotas e o número de camadas de fosforeno no ângulo de contato.

p Como o fosforeno tem forte anisotropia estrutural, eles também exploraram o comportamento de difusão de gotículas de água no fosforeno - com e sem defeitos - por seu efeito no ângulo de contato.

p "O ângulo de contato de uma gota de água no fosforeno é importante para aplicações biológicas de fosforeno, "explica Chen." Por ser uma propriedade intrínseca, investigamos o efeito do tamanho da gota de água, número de camadas de fosforeno, e distribuição de defeitos no ângulo de contato de fosforeno puro e defeituoso. "

p "Descobrimos que o ângulo de contato diminuiu quando o número de camadas de fósforo aumentou de um para três, mas então convergiu para um valor constante quando o número de camadas era maior do que três, "diz Chen." Os resultados para o fósforo defeituoso demonstram que o ângulo de contato ao longo de diferentes direções aumentou com o aumento da concentração do defeito. "

p O trabalho demonstra que a propriedade de umedecimento do fosforeno é ajustável com o número de camadas e a distribuição do defeito, que são críticos para manipular o umedecimento de água e adsorção de proteína em dispositivos à base de fosforeno para uso em aplicações biológicas e nanofluídicas.

p "Com base nesses resultados de nossa pesquisa, pretendemos agora explorar a interação do fosforeno com biomoléculas em um ambiente aquático, "diz Chen.