Sintetizado primo superpoderoso do grafeno

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Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 24/05/2022

Grafino: Sintetizado primo superpoderoso do grafeno

Estrutura cristalina de uma camada de grafino.
[Imagem: Yiming Hu]

Grafino

Depois de mais de 10 anos de tentativas, pesquisadores finalmente conseguiram sintetizar o grafino, um nanocarbono que pode ser ainda mais poderoso do que o grafeno.

“Todo o pblico, todo o campo, est realmente entusiasmado de que esse problema de longa data, ou esse material [longamen te] imaginado, est finalmente sendo concretizado,” disse o professor Yiming Hu, da Universidade do Colorado de Boulder (EUA).

Enquanto o grafeno consiste em tomos de carbono dispostos em formato de favo de mel, formando uma folha com apenas um tomo de espessura, o grafino tem um desenho um pouco mais complicado, com hexgonos interligados como se fossem vrtices de tringulos.

“Ao contrrio dos grafenos, que consistem apenas de carbonos hibridizados sp2, os grafinos contm carbonos hibridizados sp periodicamente integrados em uma estrutura de carbono hibridizada sp2,” detalha a equipe.

Existem diferentes maneiras pelas quais os altropos de carbono podem ser construdos, dependendo de como o carbono hibridizado sp2, sp3 e sp (ou as diferentes maneiras pelas quais os tomos de carbono podem se ligar a outros elementos) e suas ligaes correspondentes so utilizadas.

Os altropos de carbono mais conhecidos so grafite e diamante, que so criados a partir de carbono sp2 e carbono sp3, respectivamente. Contudo, sobretudo aps a descoberta do grafeno, agora j existe uma infinidade dos chamados “nanocarbonos“, incluindo os fulerenos, nanotubos, nanodiamantes etc.

Grafino: Sintetizado primo superpoderoso do grafeno

O prximo passo ser caracterizar as amostras de grafino, para confirmar suas propriedades de controle, que o tornam superior ao grafeno.
[Imagem: Yiming Hu et al. – 10.1038/s44160-022-00068-7]

Superpoderes do grafino

O grafino vinha sendo longamente pesquisado porque as teorias indicam que ele apresenta a mesma altssima condutividade eltrica do grafeno, mas com um adicional essencial para aplicaes prticas: A possibilidade de controle da corrente eltrica.

“Foi previsto que o grafino dever apresentar propriedades intrigantes e nicas de conduo de eltrons, mecnicas e pticas. Especificamente, a conduo de eltrons nos grafinos dever excepcionalmente rpida, como no grafeno. No entanto, a conduo de eltrons em alguns grafinos pode ser controlada em uma direo definida, ao contrrio da conduo multidirecional no grafeno, porque as ligaes triplas podem criar distoro nos cones de Dirac,” explicou a equipe.

Hu e seus colegas explicam que conseguiram sintetizar o grafino – especificamente, o γ-grafino, a forma mais estvel dos grafinos – usando um processo chamado mettese alcino, que uma reao orgnica que envolve a redistribuio, ou corte e reforma, de ligaes qumicas alcino (um tipo de hidrocarboneto com pelo menos uma ligao covalente tripla carbono-carbono).

“H uma diferena muito grande (entre grafino e grafeno), mas no bom sentido. Este pode ser o material maravilhoso da prxima gerao. por isso que as pessoas esto muito animadas,” comemorou o professor Wei Zhang, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Artigo: Synthesis of γ-graphyne using dynamic covalent chemistry
Autores: Yiming Hu, Chenyu Wu, Qingyan Pan, Yinghua Jin, Rui Lyu, Vikina Martinez, Shaofeng Huang, Jingyi Wu, Lacey J. Wayment, Noel A. Clark, Markus B. Raschke, Yingjie Zhao, Wei Zhang
Revista: Nature Synthesis
DOI: 10.1038/s44160-022-00068-7

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