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Materiais Avançados

Química desfolha grafite para fazer grafeno puro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/10/2014

Química desfolha grafite para fazer grafeno puro
Modelo da intercalação, uma técnica química e não-oxidativa para dividir o grafite em folhas puras de grafeno.
[Imagem: Mallouk Lab/Penn State University]

Fabricação de grafeno

Fabricar folhas monoatômicas de carbono nunca foi fácil.

Os pesquisadores que ganharam o Prêmio Nobel pela descoberta do grafeno fabricaram suas primeiras amostras colando uma fita adesiva sobre um bloco de carvão e puxando-a de volta.

Nina Kovtyukhova e seus colegas da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, conseguiram agora substituir o método físico da fita adesiva por um método químico.

Kovtyukhova descobriu como fazer com que ácidos especiais - conhecidos como ácidos de Bronsted - se imiscuíssem entre as camadas empilhadas do grafite e as separassem, produzindo folhas perfeitas de grafeno, sem qualquer contaminante.

Este método, conhecido como intercalação, é conhecido há bastante tempo, mas toda a literatura científica dizia que só era possível fazê-lo usando agentes oxidantes ou redutores, o que danifica o grafeno, mudando inteiramente suas características.

A nova técnica elimina a necessidade desses agentes, com as moléculas ou íons do ácido inserindo-se entre as camadas de carbono do grafite e separando-as em estado puro.

Materiais monoatômicos

A melhor notícia é que o método de intercalação parece ser versátil e aplicável a outros materiais monoatômicos.

A pesquisadora conseguiu também separar camadas puras de nitreto de boro, um material conhecido como boroceno, pelas suas similaridades com o grafeno - hoje já atraem a atenção também o fosforeno e o siliceno.

"Há inúmeros materiais em camadas similares ao grafeno, com propriedades interessantes, mas até agora nós não sabíamos como separar quimicamente os sólidos para fazer folhas sem danificar as camadas," disse o professor Thomas Mallouk, coordenador do trabalho.

Segundo ele, o próximo passo será descobrir como acelerar a velocidade da reação para que a técnica de intercalação química possa ser levada para a escala industrial.

Até hoje, grande parte do grafeno usado nos experimentos é feita pelo método da fita adesiva, embora avanços mais recentes já apontem rumo à produção industrial do grafeno.

Bibliografia:

Artigo: Non-oxidative intercalation and exfoliation of graphite by Brønsted acid
Autores: Nina I. Kovtyukhova, Yuanxi Wang, Ayse Berkdemir, Rodolfo Cruz-Silva, Mauricio Terrones, Vincent H. Crespi, Thomas E. Mallouk
Revista: Nature Chemistry
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nchem.2054





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