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Grafeno queimado a laser ganha poderes metálicos

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Grafeno com poderes metálicos

O laser dá cria o grafeno a partir do polímero embebido em sais metálicos, criando o “grafeno com poderes metálicos”. [Imagem: Tour Group/Rice University]

Grafeno metálico

Dê ao grafeno um tratamento adequado e ele parece se tornar capaz de servir para virtualmente qualquer propósito.

Ruquan Ye, da Universidade Rice (EUA), não apenas criou um novo tipo de grafeno, como também descobriu como incorporar nanopartículas metálicas no material.

Essa “metalicidade” adicional torna o grafeno útil como catalisador em uma série de aplicações, mas de forma particularmente promissora no campo das células a combustível, que geram eletricidade sem produzir poluentes.

Grafeno a laser

O novo tipo de grafeno foi criado disparando um laser sobre um polímero chamado poliimida – os pesquisadores batizaram-no de “grafeno óxido-metálico induzido por laser”.

Mas as diversas funcionalidades do material são determinadas pela forma como ele recebe uma carga de nanopartículas metálicas. A equipe testou boro, cobalto, ferro e molibdênio, que são adicionados na forma de sais à poliimida ainda líquida – só depois o laser é disparado para formar o grafeno.grafenop

As diversas versões do material apresentaram capacidade de armazenar cargas elétricas (funcionando como um supercapacitor), catalisar a redução do oxigênio (reação química essencial nas células a combustível) e induzir a evolução do hidrogênio (processo catalítico que quebra a água para produzir hidrogênio, útil na fotossíntese artificial).

Supercatalisadores

“O que é maravilhoso nesse processo é que nós podemos usar polímeros comerciais e adicionar sais metálicos baratos. Nós então os submetemos a um gravador a laser comercial, que gera as nanopartículas incorporadas no grafeno,” explicou o professor James Tour, coordenador da equipe.

“Esses compósitos, que têm menos de 1% de metal, respondem como ‘supercatalisadores’ para células a combustível. Outros métodos para fazer isso têm muito mais etapas e exigem metais raros e precursores de carbono caros,” finalizou Tour.

Bibliografia:

In situ Formation of Metal Oxide Nanocrystals Embedded in Laser-Induced Graphene
Ruquan Ye, Zhiwei Peng, Tuo Wang, Yunong Xu, Jibo Zhang, Yilun Li, Lizanne G. Nilewski, Jian Lin, James M. Tour
ACS Nano
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/acsnano.5b04138

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