A descoberta do grafeno, um material feito de uma ou muito poucas camadas atômicas de carbono, começou um boom. Hoje, tais materiais bidimensionais não estão mais limitados ao carbono e são grandes perspectivas para muitas aplicações, especialmente em microeletrônica. No jornal Angewandte Chemie , os cientistas agora introduziram um novo material 2-D:eles modificaram com sucesso o arseneno (arsênio em uma estrutura semelhante ao grafeno) com grupos clorometileno.

Os materiais bidimensionais são materiais cristalinos feitos de uma única camada ou de poucas camadas de átomos que geralmente exibem propriedades incomuns. Contudo, o uso de grafeno para aplicações como transistores é limitado porque ele se comporta mais como um condutor do que como um semicondutor. Grafeno modificado e materiais 2-D baseados em outros elementos químicos com propriedades semicondutoras foram desenvolvidos. Um desses materiais é o β-arseneno, um arsênico bidimensional em uma estrutura em favo de mel derivada do arsênico cinza. Os pesquisadores esperam que a modificação deste material antes raramente estudado possa melhorar suas propriedades semicondutoras e abrir caminho para novas aplicações em campos como sensoriamento, catálise, optoeletrônica, e outras tecnologias de semicondutores.

Uma equipe da Universidade de Química e Tecnologia de Praga (República Tcheca) e da Universidade Técnica de Nanyang (Cingapura), liderado por Zdeněk Sofer e Martin Pumera agora produziu com sucesso uma modificação covalente altamente promissora do β-arseneno.

O arseneno foi produzido pela moagem de arsênio cinza em tetrahidrofurano. As forças de cisalhamento fazem com que as camadas bidimensionais se separem e se dispersem no solvente. Os pesquisadores então introduzem o diclorometano e adicionam um composto orgânico de lítio (butilítio). Esses dois reagentes formam um intermediário chamado clorocarbeno, uma molécula feita de um átomo de carbono, um átomo de hidrogênio, e um átomo de cloro. O átomo de carbono tem dois parceiros de ligação curtos, um estado que torna toda a classe de moléculas de carbeno altamente reativa. O arseneno contém pares de elétrons livres que "se projetam" da superfície e podem facilmente entrar em ligações com o clorocarbeno.

Esta abordagem leva a uma alta cobertura da superfície do arseneno com grupos clorometileno, conforme confirmado por uma variedade de métodos de análise (espectroscopia de fotoelétrons de raios-X, Espectroscopia FT-IR, análise elementar por microscopia eletrônica de transmissão). O arseneno modificado é mais estável do que o arseneno puro e exibe forte luminescência e propriedades eletrônicas que o tornam atraente para aplicações optoeletrônicas. Além disso, as unidades de clorometileno podem servir como ponto de partida para outras modificações interessantes.