O grafeno é um material maravilhoso moderno que possui propriedades únicas de resistência, flexibilidade e condutividade, embora seja abundante e extremamente barato de produzir, emprestando-o a uma infinidade de aplicações úteis - especialmente verdade quando essas folhas de carbono 2-D com a espessura de um átomo são divididas em tiras estreitas conhecidas como nanofitas de grafeno (GNRs).

Nova pesquisa publicada em EPJ Plus , de autoria de Kristians Cernevics, Michele Pizzochero, e Oleg V. Yazyev, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Suíça, visa compreender melhor as propriedades de transporte de elétrons de GNRs e como eles são afetados pela ligação com aromáticos. Esta é uma etapa fundamental no projeto de tecnologia como quimiossensores.

"Nanofitas de grafeno - tiras de grafeno com apenas alguns nanômetros de largura - são uma classe nova e empolgante de nanoestruturas que surgiram como blocos de construção em potencial para uma ampla variedade de aplicações tecnológicas, "Cernevics diz.

A equipe realizou sua investigação com as duas formas de GNR, poltrona e ziguezague, que são categorizados pela forma das bordas do material. Essas propriedades são criadas predominantemente pelo processo usado para sintetizá-las. Além disso, a equipe da EPFL experimentou grupos p-polifenil e poliaceno de comprimento crescente.

"Empregamos simulações de computador avançadas para descobrir como a condutividade elétrica das nanofitas de grafeno é afetada pela funcionalização química com moléculas orgânicas hóspedes que consistem em cadeias compostas por um número crescente de anéis aromáticos, "diz Cernevics.

A equipe descobriu que a condutância nas energias correspondentes aos níveis de energia da molécula isolada correspondente foi reduzida em um quantum, ou não afetado com base no fato de o número de anéis aromáticos possuídos pela molécula ligada ser ímpar ou par. O estudo mostra que esse 'efeito par-ímpar' se origina de uma interação sutil entre os estados eletrônicos da molécula hospedeira espacialmente localizada nos sítios de ligação e os do nanofibra hospedeiro.

"Nossas descobertas demonstram que a interação das moléculas orgânicas convidadas com a nanofita de grafeno hospedeira pode ser explorada para detectar a 'impressão digital' da molécula aromática convidada, e, adicionalmente, oferecem uma base teórica sólida para entender esse efeito, "Cernevics conclui:" No geral, nosso trabalho promove a validade das nanofitas de grafeno como candidatos promissores para dispositivos quimiossensores de próxima geração. "

Esses sensores potencialmente vestíveis ou implantáveis ​​dependerão fortemente de GRBs devido às suas propriedades elétricas e podem liderar uma revolução personalizada na saúde, rastreando biomarcadores específicos em pacientes.