Dois nanografenos (azul) com substituintes volumosos (cinza) anexaram um PAH (vermelho) para fornecer uma pilha quádrupla de corantes. Crédito:Grupo Wuerthner / Universidade de Wuerzburg
O grafeno é um material de carbono que forma camadas extremamente finas. Devido às suas propriedades incomuns, é interessante para muitas aplicações técnicas. Isso também se aplica aos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), que podem ser considerados como recortes de grafeno. São considerados materiais promissores para energia fotovoltaica orgânica ou para transistores de efeito de campo. Grandes moléculas de PAH de camada única – muitas vezes chamadas de nanografenos – são bem pesquisadas. Em contraste, pouco se sabe sobre os PAHs organizados em pilhas multicamadas colunares.
Segmentação de nanografenos multicamadas
Agora, uma nova abordagem para esses materiais está se abrindo:pesquisadores da Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) na Baviera, Alemanha, apresentam um método sofisticado para projetar nanografenos multicamadas precisamente definidos na revista Nature Chemistry .
“Em nosso laboratório, sintetizamos um nanografeno feito sob medida que é equipado com duas cavidades em ambos os lados de seu núcleo planar”, diz o professor Frank Würthner, chefe do JMU Center for Nanossystems Chemistry. As cavidades são formadas pela fixação de substituintes volumosos. Como resultado, o nanografeno pode conter no máximo dois PAHs menores em seus lados superior e inferior.
Em seus experimentos, os químicos de Würzburg observaram que o nanografeno formava complexos de PAH de duas e três camadas em solução. Além disso, a equipe conseguiu isolar pares desses complexos como sólidos, ou seja, como PAHs de quatro e seis camadas, bem como outros compostos multicamadas.
Os detalhes estruturais desses produtos foram confirmados pelo cristalógrafo Dr. Kazutaka Shoyama; os estudantes de doutorado Magnus Mahl e M.A. Niyas realizaram a síntese, estudos de ligação supramolecular e cálculos de química quântica. Vídeo mostrando dois nanografenos com substituintes volumosos, cada um com um PAH anexado para fornecer uma pilha quádrupla de corantes. Crédito:Grupo Wuerthner / Universidade de Wuerzburg O cristalógrafo Dr Kazutaka Shoyama na frente de sua ferramenta de trabalho, um difratômetro de cristal único. Crédito:Grupo Wuerthner / Universidade de Wuerzburg
Possível aplicação em células solares
"Nosso conceito para organizar nanografenos multicamadas deve ser aplicável ao design de materiais orgânicos funcionais", explica o professor Würthner. Ele diz que a estratégia de usar nanografenos multicamadas para geração de portadores de carga em células solares é promissora. + Explorar mais
