Destaque
O futuro dos materiais bidimensionais a base de Carbono
Um estudo conduzido pelo professor Dr. Carlo Casari e sua equipe do Laboratório de Materiais Micro e Nanoestruturados (NanoLab) do Departamento de Energia do Politécnico de Milão, na Itália, foi publicado como artigo de capa na revista científica The Journal of Physical Chemistry C.
O estudo, em colaboração com o Dr. Davide Proserpio, professor do Departamento de Química da Universidade de Milão, é um trabalho de modelagem computacional que visa investigar uma classe de materiais bidimensionais à base de carbono.
Os materiais bidimensionais são formados por apenas uma ou algumas camadas atômicas e representam um tópico de pesquisa muito interessante, pois possuem propriedades diferentes em comparação com o mesmo material quando composto por muitas camadas.
Um desses materiais é o grafeno, com suas propriedades peculiares: é na verdade o único material bidimensional à base de carbono que é explorado para aplicações tecnológicas. No entanto, suas propriedades são fixas: se você deseja combiná-lo com outros materiais com propriedades diferentes, é necessário alterar o tipo de material. Existe toda uma gama de materiais inorgânicos bidimensionais que são adequados para este propósito. No entanto, também existem materiais bidimensionais à base de carbono – diferentes do grafeno – cuja existência foi hipotetizada na década de 1980, chamados graphdiyne: são estruturas cristalinas compostas por unidades hexagonais – como no grafeno – combinadas com unidades lineares características dos fios atômicos do carbono. Eles têm propriedades muito interessantes e do ponto de vista experimental ainda há muitas pesquisas a serem desenvolvidas.
O objetivo da equipe do Dr. Carlo Casari era entender quantos tipos desses materiais podem existir e ser replicados na realidade e quais são suas propriedades.
Os pesquisadores começaram a fazer uma classificação de todas as estruturas bidimensionais possíveis baseadas em carbono. Para fazer isso, eles começaram a partir do grafeno e, com um algoritmo automatizado, substituíram algumas partes de sua estrutura por unidades lineares de carbono. Este algoritmo produziu cerca de 40.000 estruturas diferentes, que foram posteriormente selecionadas e filtradas para entender quais poderiam ser potencialmente viáveis. O algoritmo de seleção é baseado no ToposPro, um código de computação para análise de estruturas cristalinas desenvolvido pelo Centro Samara de Ciência dos Materiais Teóricos (SCTMS), com a colaboração do professor Proserpio.
Uma seleção de 26 estruturas foi alcançada, para as quais as características de estabilidade e propriedades eletrônicas foram analisadas. Foi demonstrado que essas estruturas podem ser metais, semimetais e semicondutores.
A pesquisa faz parte do projeto ERC EspLORE, que visa desenvolver materiais inovadores, explorando o potencial dos fios de carbono atômico e explorando suas possíveis aplicações para tecnologias avançadas na área de energia.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página do Politécnico de Milão (em italiano).
Fonte: Politécnico de Milão.
Os comentários constituem um espaço importante para a livre manifestação dos usuários, desde que cadastrados no Canal Ambiental e que respeitem os Termos e Condições de Uso. Portanto, cada comentário é de responsabilidade exclusiva do usuário que o assina, não representando a opinião do Canal Ambiental, que pode retirar, sem prévio aviso, comentários postados que não estejam de acordo com estas regras.
Por favor, faça Login para comentar