Trianguleno, um nanocarbono magnético, é sintetizado depois de 70 anos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/11/2021

Estrutura e distribuição de densidade do trianguleno, destacando a interação ferromagnética dos elétrons.
[Imagem: Shinobu Arikawa et al. - 10.1021/jacs.1c10151]

Grafeno triangular

Pesquisadores japoneses conseguiram finalmente sintetizar amostras de uma espécie de "grafeno magnético", uma estrutura cristalina prevista teoricamente nos anos 1950.

A descoberta promete dar um impulso para a tão esperada - e tão problemática - utilização do grafeno na eletrônica e na fabricação de materiais de alta resistência.

O grafeno tem incríveis propriedades mecânicas, elétricas, eletrônicas e ópticas, mas também é muito difícil lidar com ele puro, e mais ainda fabricá-lo em quantidades razoáveis sem contaminações, que diminuem ou mesmo eliminam essas propriedades. Um dos problemas é que as bordas do grafeno têm um formato de zigue-zague com as quais é muito difícil de lidar.

Por isso, várias equipes vinham trabalhando para tentar sintetizar o "trianguleno", uma estrutura muito interessante, mas que se acreditava ser instável demais para ser isolada.

Em 2017, uma equipe conseguiu construir um trianguleno átomo por átomo, mostrando que ele poderia ser estável, mas a técnica de manipulação atômica não é adequada para fabricação em larga escala.

A molécula servirá de base para a construção de nanocarbonos mais complexos.
[Imagem: Shinobu Arikawa et al. - 10.1021/jacs.1c10151]

Trianguleno

O trianguleno se parece com um pedaço de grafeno, sendo formado por seis hexágonos de carbono unidos pelas bordas para formar um triângulo. O detalhe é que suas bordas são circundadas por átomos de hidrogênio, evitando o problema do zigue-zague fácil de rasgar do grafeno.

"O trianguleno tem escapado da síntese na forma cristalina há muito tempo devido à sua polimerização descontrolada. Evitamos essa polimerização pela proteção estérica - aumentando a molécula - e o fizemos de uma forma que não afetou suas propriedades subjacentes," contaram Shinobu Arikawa e Akihiro Shimizu, da Universidade de Osaka.

As moléculas criadas pela equipe se mostraram estáveis a temperatura ambiente, mas devem ser mantidas em uma atmosfera inerte porque se degradam lentamente se forem expostas ao oxigênio atmosférico.

"Medindo suas propriedades ópticas e magnéticas, confirmamos que nossa molécula está no estado fundamental tripleto. Este é um estado eletrônico que pode servir como um modelo experimentalmente tratável para o nanografeno com borda em zigue-zague," disse o professor Ryo Shintani.

O próximo passo será usar a molécula trianguleno como base para aumentar o número de anéis de carbono e criar materiais de baixo para cima, com propriedades controladas e ajustáveis.

Mais tópicos