Grafeno branco produzido usando bobina de Tesla modificada

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Nanotecnologia

Com informações do CINE – 17/01/2022

Grafeno branco

O nitreto de boro o p branco se formando pela ao do arco voltaico dentro do recipiente curvo.
[Imagem: CINE]

Nitreto de boro

Pesquisadores brasileiros desenvolveram uma tcnica simples para produzir folhas de um dos materiais bidimensionais (2D) mais promissores para a eletrnica e a ptica.

Materiais bidimensionais, como o grafeno e a molibdenita, esto se tornando cada vez mais relevantes, mas produzi-los em escala industrial, mantendo as suas propriedades, ainda um desafio a ser vencido.

Rodrigo de Souza e seus colegas do CINE (Centro para Inovao em Novas Energias) e do IPEN (Instituto de Pesquisas Energticas e Nucleares) trabalharam com um outro material 2D, o nitreto de boro, que est sendo usado para criar sinapses artificiais para computadores neuromrficos e at qubits para computadores qunticos.

Rodrigo e seus colegas desenvolveram um mtodo rpido, limpo, escalvel e simples para obter nanofolhas de nitreto de boro hexagonal – o material formado por camadas planas de tomos de boro e nitrognio dispostos em forma de hexgonos.

Para tirar proveito de todas as propriedades desse material em sua verso bidimensional, necessrio esfoli-lo, ou seja, extrair folhas de poucas camadas atmicas de espessura a partir de um cristal macroscpico. Conhecido como grafeno branco, o nitreto de boro hexagonal semelhante ao material de carbono em muitos aspectos, mas muito mais difcil de se esfoliar.

Grafeno branco

Nanofolhas do nitreto de boro, o “grafeno branco”.
[Imagem: Rodrigo F.B. de Souza et al. – 10.1016/j.mtadv.2021.100181]

Grafeno branco produzido por bobina de Tesla

A equipe conseguiu extrair as nanofolhas usando o plasma criado por uma bobina de Tesla modificada, atuando sobre o material confinado dentro de um tubo.

A bobina de Tesla um aparelho simples, que pode at ser construdo artesanalmente, capaz de produzir descargas de alta tenso, criando arcos voltaicos. Essas descargas eltricas ionizam o ambiente, formando o chamado “plasma frio“, no qual os eltrons esto em um estado energtico mais alto do que o resto das partculas.

A esfoliao do nitreto de boro ocorre quando os eltrons so disparados contra uma amostra macroscpica de nitreto de boro: Parte da energia dos eltrons transferida para a estrutura do cristal, o que aumenta a distncia de ligao entre as camadas atmicas at um ponto em que a ligao se rompe, e a folha se solta naturalmente, depositando-se no recipiente.

O nitreto de boro hexagonal tambm est sendo usado em pesquisas para a gerao e armazenamento de energia renovvel, em processos de catlise e fotocatlise e em dispositivos como supercapacitores e clulas a combustvel.

Bibliografia:

Artigo: Facile, clean and rapid exfoliation of boron-nitride using a non-thermal plasma process
Autores: Rodrigo F. B. de Souza, Victoria A. Maia, Priscilla J. Zambiazzi, Larissa Otubo, Dolores R. R. Lazar, Almir O. Neto
Revista: Materials Today Advances
DOI: 10.1016/j.mtadv.2021.100181

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