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Os engenheiros descobriram uma nova maneira de produzir o “material maravilhoso” grafeno, o que poderia finalmente permitir-lhe aproveitar ao máximo o seu potencial.
Quando foi descoberto através da criação de uma única camada de átomos de carbono em 2004, os cientistas saudaram o material como uma revolução potencial. É tão condutor e tão poderoso que os especialistas dizem que pode transformar tudo, desde armazenamento de energia até dispositivos médicos e eletrônicos pessoais.
Mas esse potencial nunca foi plenamente realizado. Isto ocorre em parte porque é difícil fazer de forma limpa e em grande escala.
Um dos problemas é que é difícil fazê-lo de forma limpa e sem impurezas. Mas os pesquisadores dizem que o novo processo permite que o grafeno seja fabricado de forma limpa e redutível.
Eles fizeram isso trabalhando para descobrir que a qualidade do grafeno está relacionada ao oxigênio. Se houver pelo menos uma pequena fração de oxigênio ao redor, isso afetará muito a taxa de crescimento do grafeno e significa que talvez não seja possível usá-lo.
“Mostramos que a remoção de quase todo o oxigênio do processo de crescimento é a chave para alcançar uma síntese de grafeno CVD reprodutível e de alta qualidade”, disse o pesquisador principal James Hohn, da Universidade de Columbia. “Este é um marco importante para a produção de grafeno em larga escala.”
Os engenheiros tradicionalmente produzem grafeno de duas maneiras. O primeiro usa fita adesiva para retirar camadas de um pedaço de grafite até que fique fino o suficiente para ser usado como grafeno, produzindo amostras limpas, mas em pequena escala que impossibilita seu uso industrial.
O outro permite mais produção e é conhecido como crescimento de DCV. Envolve a passagem de um gás contendo carbono, como o metano, sobre uma superfície de cobre a temperaturas incrivelmente altas, o que causa a desintegração do metano e força os átomos de carbono a se reorganizarem em uma camada de grafeno.
Isso permite que alcancem metros de tamanho. Mas eles também sofriam de problemas com sua qualidade confiável.
Os pesquisadores já descobriram que qualquer oxigênio neste processo iria desacelerá-lo ou até mesmo destruir o grafeno. Desde então, os engenheiros têm tentado construir novos sistemas que possam controlar o oxigênio e evitar que ele comprometa o processo.
Agora os cientistas dizem que melhoraram muito este processo, permitindo que o grafeno cresça de forma mais rápida e confiável. Eles descobriram que o grafeno produzido também apresentava todos os comportamentos necessários que poderiam permitir sua utilização em larga escala.
Este trabalho é relatado em um novo artigo intitulado “Reproducible Graphene Synthesis by Oxygen-Free Chemical Vapor Deposition”, publicado na revista. natureza.