p O grafeno é perfeitamente seletivo para prótons e bloqueia até os menores íons como o cloro, Mostra de pesquisa da Universidade de Manchester. Esse resultado será importante para o desenvolvimento de membranas à base de grafeno para aplicações que vão desde células de combustível até dessalinização. p Escrevendo em Nature Communications , uma equipe liderada pelo Dr. Marcelo Lozada-Hidalgo e Professor Andre Geim mostra que materiais 2-D como grafeno e nitreto de boro hexagonal, também conhecido como 'grafeno branco, "são impenetráveis ​​para todos os íons. Apenas prótons podem se transportar através desses cristais, que permite membranas com perfeita seletividade de prótons.

p Os pesquisadores já haviam descoberto que os prótons permeiam facilmente através da estrutura cristalina do grafeno. Contudo, ainda não se sabia se outros íons pequenos poderiam perfurar a densa estrutura cristalina desses materiais. Agora, os pesquisadores descobriram que apenas prótons podem.

p Além de sua relevância para o desenvolvimento de membranas de cristal 2-D, o trabalho ainda apóia a conclusão anterior de que buracos na estrutura do cristal não são necessários para o transporte de prótons através de cristais 2-D. O próprio cristal 2-D é altamente permeável aos prótons.

p Lucas Mogg, um Ph.D. aluno do projeto e o primeiro autor do artigo disse:"Em nossos experimentos, as membranas de cristal 2-D separam reservatórios que contêm prótons e íons de cloro. Esses reservatórios são praticamente infinitos em comparação com o tamanho da nossa membrana de cristal 2-D. Ficamos muito surpresos ao ver que uma barreira de um átomo de espessura era suficiente para impedir a passagem de todos os íons de cloro. Mesmo membranas de polímero espessas especialmente projetadas para separar íons às vezes falham em atingir essa seletividade perfeita. "

p Estas descobertas são relevantes para o desenvolvimento da teoria no campo dos condutores iônicos 2-D, acrescenta o Dr. Lozada-Hidalgo. "Nossos resultados mostram conclusivamente que o transporte de prótons através dos cristais bidimensionais ocorre através de seu volume e não requer defeitos de escala atômica. Este é um desenvolvimento importante em nossa compreensão da interação entre íons e cristais atomicamente finos, com implicações que se estendem bem além do presente estudo. "

p Os resultados também são considerados importantes no desenvolvimento de uma ampla gama de aplicações que usam o grafeno como materiais de membrana. "Nossos resultados têm implicações para as tecnologias que usam o grafeno como um material de membrana. A rápida permeação de prótons através da massa cristalina 2-D cristalina normalmente não é levada em consideração. No entanto, pode ser importante para projetar e otimizar essas membranas, especialmente quando operando em condições ácidas, "explica Marcelo Lozada-Hidalgo.

p Os pesquisadores estão entusiasmados com as perspectivas abertas por este trabalho. Eles acreditam que muitos mais cristais poderiam ser estudados usando uma abordagem semelhante. A maioria dos cristais 2-D permanece inexplorada a partir dessa perspectiva. Os pesquisadores acreditam que fenômenos mais inesperados e novas aplicações podem ser encontrados nesses novos materiais.