Receita de grafeno para micro-ondas: Cozinhe por 1 segundo

Redação do Site Inovação Tecnológica 

A estrutura teórica do grafeno (esquerda) é muito difícil de ser obtida, mas o novo método se aproxima bastante (direita). [Imagem: Tatiana Shepeleva]

Óxido de grafeno

Um dos grandes entraves ao uso prático do grafeno é a dificuldade de produzi-lo: não é fácil fazer uma camada de apenas um átomo de espessura e mantê-la pura e firme para que suas incríveis propriedades sejam exploradas em sua totalidade.

Quando ganharam o Nobel por seus trabalhos com o grafeno, Andre Geim e Konstantin Novoselov contaram que isolaram o material usando uma fita adesiva para retirar pequenas camadas de um bloco de grafite.

O problema é que não dá para fazer desse jeito em escala industrial, ou mesmo retirar o grafeno intacto da fita adesiva para conectá-lo a eletrodos, por exemplo.

Atualmente, o modo mais fácil de fazer grandes quantidades de grafeno é esfoliar o grafite - o mesmo material dos lápis - em folhas de grafeno individuais usando produtos químicos. A desvantagem é que ocorrem reações secundárias com o oxigênio, formando óxido de grafeno, que é eletricamente não-condutor e estruturalmente mais fraco.

A remoção do oxigênio do óxido de grafeno para obter grafeno de alta qualidade tem sido o grande desafio ao longo das últimas duas décadas, já que o oxigênio distorce a estrutura atômica do grafeno e degrada suas propriedades.

Grafeno de micro-ondas

Assim, é surpreendente como Damien Voiry e seus colegas da Universidade Rutgers, nos EUA, resolveram esse problema, que vem sendo pesquisado por inúmeras equipes ao redor do mundo - algumas com orçamentos milionários.

Voiry simplesmente colocou o óxido de grafeno, a "versão impura" do material, em um forno de micro-ondas doméstico por 1 segundo - e estava pronta a receita de grafeno puro.

O "cozimento" por 1 segundo do óxido de grafeno no forno de micro-ondas eliminou virtualmente todo o oxigênio do óxido de grafite.

"Este é um avanço marcante no campo do grafeno," disse seu professor Manish Chhowalla. "Este tratamento simples no micro-ondas cria grafeno de qualidade excepcionalmente alta, com propriedades que se aproximam daquelas do grafeno puro."

Bibliografia:

High-quality graphene via microwave reduction of solution-exfoliated graphene oxide
Damien Voiry, Jieun Yang, Jacob Kupferberg, Raymond Fullon, Calvin Lee, Hu Young Jeong, Hyeon Suk Shin, Manish Chhowalla
Science
DOI: 10.1126/science.aah3398