homepage
A Grafina há muito tempo desperta o interesse dos cientistas devido às suas semelhanças com o grafeno, outra forma de carbono muito valorizada pela indústria e cuja pesquisa chegou a receber o Prémio Nobel de Física em 2010.
No entanto, apesar de décadas de trabalho e teoria, apenas um poucos fragmentos foram criados antes.
Esta pesquisa, anunciada na Nature Synthesis, preenche uma lacuna de longa data na ciência de materiais de carbono, potencialmente abrindo novas possibilidades para pesquisa de materiais semicondutores, electrónicos e ópticos.
"Todo o público, todo o campo, está realmente empolgado com o facto de esse velho problema, ou esse material imaginário, finalmente se tornar realidade", disse Yiming Hu, principal autor do artigo e doutorado em química em 2022, em declarações num comunicado de imprensa.
Os cientistas há muito se interessam em construir alótropos de carbono novos ou inovadores, ou formas de carbono, devido à utilidade do carbono para a indústria, bem como à sua versatilidade.
Existem diferentes maneiras pelas quais os alótropos de carbono podem ser construídos dependendo de como os carbonos hibridizados sp2, sp3 e sp são usados (ou as diferentes maneiras pelas quais os átomos de carbono podem se ligar a outros elementos) e suas ligações correspondentes.
Usando métodos químicos tradicionais, os cientistas criaram com sucesso vários alótropos ao longo dos anos, incluindo o fulereno (cuja descoberta ganhou o Prémio Nobel de Química em 1996) e o grafeno.
No entanto, esses métodos não permitem que os diferentes tipos de carbono sejam sintetizados juntos em qualquer tipo de grande capacidade, como o que é necessário para o grafeno, que deixou o material teorizado -- que se especula ter propriedades ópticas, mecânicas e de eléctron únicos condutores.
Mas foi também essa necessidade do não-tradicional que levou os que estavam no campo a procurar o grupo de laboratório de Wei Zhang. Zhang, professor de química da CU Boulder, estuda a química reversível, que é a química que permite que as ligações se autocorrijam, permitindo a criação de novas estruturas ordenadas, ou redes, como polímeros sintéticos semelhantes ao ADN. Depois de ser contatado, Zhang e seu grupo de laboratório decidiram tentar.
Usando um processo chamado metátese de alcino, que é uma reacção orgânica que envolve o rearranjo, ou corte e reforma, de ligações químicas de alcinos (um tipo de hidrocarboneto com pelo menos uma ligação covalente tripla carbono-carbono), bem como termodinâmica e cinética de controlo, o grupo conseguiu criar com sucesso o que nunca havia sido criado antes: um material que poderia rivalizar com a condutividade do grafeno, mas com controlo.
“Há uma diferença muito grande (entre grafeno e grafeno), mas de uma maneira boa”, disse Zhang. "Este pode ser o material maravilhoso da próxima geração. É por isso que as pessoas estão tão animadas."
Embora o material tenha sido criado com sucesso, a equipe ainda deseja analisar os detalhes específicos dele, incluindo como criar o material em grande escala e como ele pode ser manipulado.
"Estamos realmente tentando explorar esse novo material de várias dimensões, tanto experimental quanto teoricamente, do nível atômico aos dispositivos reais", disse Zhang sobre os próximos passos. Esses esforços, por sua vez, devem ajudar a descobrir como as propriedades ópticas e condutoras de elétrons do material podem ser usadas para aplicações industriais, como baterias de íons de lítio.
Esses esforços, por sua vez, devem ajudar a descobrir como as propriedades ópticas e condutoras de elétrons do material podem ser usadas para aplicações industriais, como baterias de íons de lítio.
