p Uma nova pesquisa revela por que o grafeno "supermaterial" não transformou a eletrônica como prometido, e mostra como dobrar seu desempenho e, finalmente, aproveitar seu extraordinário potencial. p O grafeno é o material mais resistente já testado. Também é flexível, transparente e conduz calor e eletricidade 10 vezes melhor que o cobre.

p Depois que a pesquisa do grafeno ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2010, ele foi saudado como um material transformador para a eletrônica flexível, chips de computador e painéis solares mais poderosos, filtros de água e bio-sensores. Mas o desempenho foi misto e a adoção da indústria lenta.

p Agora um estudo publicado em Nature Communications identifica a contaminação de silício como a causa raiz de resultados decepcionantes e detalha como produzir melhor desempenho, grafeno puro.

p A equipe da Universidade RMIT liderada pelo Dr. Dorna Esrafilzadeh e Dr. Rouhollah Ali Jalili inspecionou amostras de grafeno disponíveis comercialmente, átomo por átomo, com um microscópio eletrônico de transição de varredura de última geração.

p "Encontramos altos níveis de contaminação de silício no grafeno disponível comercialmente, com impactos massivos no desempenho do material, "Esrafilzadeh disse.

p Os testes mostraram que o silício presente na grafite natural, a matéria-prima usada para fazer o grafeno, não estava sendo totalmente removido quando processado.

p "Acreditamos que essa contaminação está no cerne de muitos relatórios aparentemente inconsistentes sobre as propriedades do grafeno e talvez de muitos outros materiais bidimensionais (2-D) atomicamente finos, "Esrafilzadeh disse.

p "O grafeno foi classificado como transformador, mas até agora não conseguiu causar um impacto comercial significativo, assim como alguns nanomateriais 2-D semelhantes. Agora sabemos por que não está funcionando como prometido, e o que precisa ser feito para aproveitar todo o seu potencial. "

p O teste não apenas identificou essas impurezas, mas também demonstrou a grande influência que elas têm no desempenho, com material contaminado com desempenho até 50% pior quando testado como eletrodos.

p "Este nível de inconsistência pode ter impedido o surgimento de grandes aplicativos da indústria para sistemas baseados em grafeno. Mas também está impedindo o desenvolvimento de estruturas regulatórias que regem a implementação de tais nanomateriais em camadas, que se destinam a se tornar a espinha dorsal dos dispositivos de próxima geração, " ela disse.

p A propriedade bidimensional da folha de grafeno, que tem apenas um átomo de espessura, o torna ideal para armazenamento de eletricidade e novas tecnologias de sensores que dependem de uma grande área de superfície.

p Este estudo revela como essa propriedade 2-D também é o calcanhar de Aquiles do grafeno, tornando-o tão vulnerável à contaminação da superfície, e ressalta a importância do grafite de alta pureza para a produção de grafeno mais puro.

p Usando grafeno puro, pesquisadores demonstraram como o material funcionou extraordinariamente bem quando usado para construir um supercapacitador, uma espécie de super bateria.

p Quando testado, a capacidade do dispositivo de reter carga elétrica era enorme. Na verdade, foi a maior capacidade até agora registrada para o grafeno e dentro da visão da capacidade teórica prevista do material.

p Em colaboração com o Centro de Materiais Avançados e Química Industrial da RMIT, a equipe então usou grafeno puro para construir um sensor de umidade versátil com a maior sensibilidade e o menor limite de detecção já relatado.

p Essas descobertas constituem um marco vital para a compreensão completa de materiais bidimensionais atomicamente finos e sua integração bem-sucedida em dispositivos comerciais de alto desempenho.

p "Esperamos que esta pesquisa ajude a desbloquear o potencial estimulante desses materiais."