p Podem duas camadas do "rei dos materiais maravilhosos, "ou seja, grafeno, ser ligado e convertido no mais fino material semelhante a diamante, o "rei dos cristais?" Pesquisadores do Center for Multidimensional Carbon Materials (CMCM) do Institute for Basic Science (IBS, Coreia do Sul) relataram em Nature Nanotechnology a primeira observação experimental de uma conversão quimicamente induzida de grafeno de bicamada de grande área para o material semelhante a diamante mais fino possível, sob condições moderadas de pressão e temperatura. Tão flexível, o material forte é um semicondutor de gap de banda larga, e, portanto, tem potencial para aplicações industriais em nano-óptica, nanoeletrônica, e pode servir como uma plataforma promissora para sistemas micro e nanoeletromecânicos. p Diamante, grafite, e o grafeno é feito com os mesmos blocos de construção:átomos de carbono (C). Ainda, é a configuração das ligações entre esses átomos que faz toda a diferença. Em um diamante, os átomos de carbono estão fortemente ligados em todas as direções e criam um material extremamente duro com eletricidade extraordinária, térmico, propriedades ópticas e químicas. Em grafite, os átomos de carbono são organizados como uma pilha de folhas e cada folha é de grafeno. Fortes ligações carbono-carbono (C-C) formam o grafeno, mas ligações fracas entre as folhas são facilmente quebradas e em parte explicam por que o grafite do lápis é macio. A criação de ligações intercamadas entre as camadas de grafeno forma um material 2-D, semelhante a filmes finos de diamante, conhecido como diamane, com muitas características superiores.

p As tentativas anteriores de transformar o grafeno de duas ou multicamadas em diamane dependiam da adição de átomos de hidrogênio, ou alta pressão. Na antiga, a estrutura química e a configuração das ligações são difíceis de controlar e caracterizar. No ultimo, a liberação da pressão faz com que a amostra volte ao grafeno. Os diamantes naturais também são forjados em alta temperatura e pressão, nas profundezas da Terra. Contudo, Os cientistas do IBS-CMCM tentaram uma abordagem vencedora diferente.

p A equipe elaborou uma nova estratégia para promover a formação de diamane, expondo grafeno de camada dupla ao flúor (F), em vez de hidrogênio. Eles usaram vapores de difluoreto de xenônio (XeF ₂ ) como a fonte de F, e nenhuma alta pressão foi necessária. O resultado é um material semelhante a diamante ultrafino, a saber, monocamada de diamante fluorado:F-diamane, com ligações interlayer e F fora.

p Para uma descrição mais detalhada; a síntese de F-diamane foi alcançada por fluoração de grafeno de bicamada de grande área em folha de metal de cristal único (liga CuNi (111)), no qual o tipo necessário de grafeno de dupla camada foi cultivado por meio de deposição química de vapor (CVD).

p Convenientemente, As ligações C-F podem ser facilmente caracterizadas e distinguidas das ligações C-C. A equipe analisou a amostra após 12, 6, e 2-3 horas de fluoração. Com base nos extensos estudos espectroscópicos e também microscopia eletrônica de transmissão, os pesquisadores foram capazes de demonstrar inequivocamente que a adição de flúor no grafeno de duas camadas sob certas condições bem definidas e reproduzíveis resulta na formação de F-diamane. Por exemplo, o espaço intercamada entre duas folhas de grafeno é 3,34 angstroms, mas é reduzido a 1,93-2,18 angstroms quando as ligações intercamadas são formadas, como também previsto pelos estudos teóricos.

p "Este método simples de fluoração funciona próximo à temperatura ambiente e sob baixa pressão, sem o uso de plasma ou quaisquer mecanismos de ativação de gás, portanto, reduz a possibilidade de criar defeitos, "aponta Pavel V. Bakharev, o primeiro autor e co-autor correspondente.

p Além disso, o filme F-diamane pode ser suspenso livremente. "Descobrimos que poderíamos obter um diamante monocamada independente transferindo F-diamane do substrato CuNi (111) para uma grade de microscópio eletrônico de transmissão, seguido por outra rodada de fluoração leve, "diz Ming Huang, um dos primeiros autores.

p Rodney S. Ruoff, O diretor do CMCM e professor do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) observa que este trabalho pode despertar o interesse mundial em diamanes, os mais finos filmes parecidos com diamantes, cujas propriedades eletrônicas e mecânicas podem ser ajustadas alterando a terminação de superfície usando nanopadronização e / ou técnicas de reação de substituição. Ele ainda observa que tais filmes de diamane também podem eventualmente fornecer uma rota para filmes de diamante de cristal único de área muito grande.