p As nanoestruturas de carbono são extremamente versáteis. Eles podem absorver íons em baterias e supercapacitores, armazenar gases e dessalinizar água. O quão bem eles lidam com a tarefa em mãos depende muito das características estruturais dos nanoporos. Um novo estudo do HZB mostrou agora que as mudanças estruturais que ocorrem devido à transição morfológica com o aumento da temperatura da síntese também podem ser medidas diretamente, usando espalhamento de raios-X de baixo ângulo. Os resultados já foram publicados na revista Carbono . p Carbonos nanoporosos otimizados podem servir como eletrodos para transporte rápido de elétrons e íons ou melhorar o desempenho de dispositivos de armazenamento e conversão de energia. Portanto, a sintonia do tamanho, forma, e a distribuição dos poros é altamente necessária. A equipe do HZB Institute for Soft Matter and Functional Materials colaborou com um grupo da Universidade de Tartu, Estônia, para inquirir a nanoarquitetura, superfície interior, Tamanho, forma e distribuição de nanoporos na dependência das condições de síntese.

p Colegas na Estônia produziram uma série de carbonos nanoporosos pela reação de um pó de carboneto de molibdênio (Mo ₂ C) com cloro gasoso em 600, 700, 800, 900, e 1000 graus Celsius. Dependendo das condições de síntese escolhidas, o carbono nanoporoso exibe diferentes propriedades, como área de superfície, porosidade, condutividade eletrônica e iônica, hidrofilicidade e atividade eletrocatalítica.

p As estruturas de superfície foram analisadas por microscopia eletrônica de transmissão no HZB. A área de superfície interna de materiais nanocarbonados é geralmente investigada por adsorção de gás. Contudo, este método não é apenas comparativamente impreciso, também não contém informações sobre a forma e o tamanho dos poros. Para insights mais profundos, A Dra. Eneli Härk e seus colegas do HZB trabalharam com espalhamento de raios-X de pequeno ângulo, uma técnica que permite obter informações sobre várias características estruturais na escala nanométrica, incluindo o tamanho médio dos poros.

p O espalhamento de raios-X de pequeno ângulo não fornece apenas informações sobre a área de superfície interna precisa e o tamanho médio dos poros, mas também em sua angularidade, ou seja, bordas afiadas de poros formados, que desempenham um papel importante para a funcionalização dos materiais. "A análise SAXS resume uma enorme quantidade de microporos, omitindo suposições enganosas, relacionando diretamente a arquitetura nanoestrutural do material a parâmetros técnicos macroscópicos sob investigação em engenharia, "Härk explica.

p O principal objetivo era compreender a formação estrutural, e características eletroquímicas do carbono em função da temperatura de síntese. "Para uma função ideal, não apenas a alta área de superfície interna é crucial, mas os poros devem ter exatamente o formato certo, tamanho e distribuição, "diz Härk.