Grafano e Grafeno : os primos se encontram.

Extraido de LQES NEWS
O grafeno tem, agora, um primo que, ao que tudo indica, também promete na nanoeletrônica. Seu nome? Grafano. Predito teoricamente, acaba de ser sintetizado por uma equipe internacional, que conta entre seus membros os descobridores do grafeno. Segundo alguns pesquisadores, ele poderá servir também para armazenar eficazmente o hidrogênio.

Recém-chegado à física do sólido, o grafeno foi fabricado pela primeira vez, em 2004, por dois físicos da Universidade de Manchester. A priori, ele não tem nada de extraordinário, uma vez que a grafite de nossos lápis não é senão o empilhamento dessas folhinhas de átomos de carbono organizadas segundo uma rede hexagonal. Entretanto, quando se lembra que os nanotubos de carbono e os fulerenos não são senão folhas de grafeno enroladas, começa-se a duvidar da importância que esse último possa ter.

Inicialmente ele começou por desafiar os teóricos do teorema de Mermin-Wagner, uma forma rigorosa de um argumento apresentado pelo grande Landau e Rudolf Peierls, para demonstrar a impossibilidade de uma rede cristalina em duas dimensões. Estreitamente ligado às noções de simetrias quebradas, essa teoria da impossibilidade ("no go theorem", em inglês) parecia um obstáculo intransponível. Mas aqui, como em outras áreas, o Universo (a Natureza), ignorando a teoria, a fez com o grafeno! De fato, se a folhinha apresenta ondulações, torna-se estável.

Os experimentalistas não tardaram a encontrar no grafeno impressionantes propriedades eletrônicas e de resistência mecânica, a tal ponto que ele está em vias de se tornar o substituto potencial do silício, na nanoeletrônica do futuro. Poder-se-á produzir, graças a ele, transistores ainda menores e mais rápidos.


Do grafeno a hidrogênio

Hoje, os dois descobridores do grafeno, em 2004, André Geim e Kostya Novoselov, acabam de estender ainda mais o campo das aplicações do grafeno, encontrando o meio de acrescentar a ele átomos de hidrogênio. Por analogia com os alcanos, as moléculas de carbono hidrogenadas como o metano ou o propano, chamou-se grafano a esse novo material.

O material tinha sido predito teoricamente há algum tempo por Jorge Sofo. A estrutura produzida lembra a do diamante e, como esperado, o grafano é também um isolante. Os circuitos eletrônicos são "montagens" de condutores e de isolantes e é interessante avaliar, numa perspectiva de futuro próximo, a obtenção em quantidade suficiente de componentes desse gênero, a partir de um único material de base. Assim, os pesquisadores pensam partir de uma folha de grafano que poderá ser, de algum modo, "riscada" com uma ponta apropriada liberando átomos de hidrogênio. Serão produzidos desta maneira verdadeiros circuitos condutores em grafeno traçados sobre o grafano. De forma mais geral, o grafano poderia conter zonas condutoras, semicondutoras e isolantes. Não estamos lá ainda...

Outra aplicação interessante é que o processo de fixação de átomos de hidrogênio com o auxílio de uma corrente de gás e descargas elétricas sobre o grafeno pode ser invertida simplesmente aquecendo-se o grafano. Do ponto de vista da potência, ter-se-ia aqui um material que permitiria armazenar, num pequeno volume, grandes quantidades de hidrogênio, facilmente liberável. Isso seria um avanço-chave para veículos que funcionassem com hidrogênio, levando a uma maior segurança e confiabilidade.
O problema é que: se é possível fabricar facilmente o pó de grafeno, folhinhas de alguns centímetros quadrados custam somas astronômicas, ultrapassando grandemente um milhão de dólares. Vê-se, portanto, que restam ainda numerosos obstáculos a serem transpostos, antes que o grafeno e o grafano se tornem realmente materiais providenciais para nossa vida quotidiana.

Futura-Science, 06 de fevereiro, 2009 (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia: "Control of graphene's properties by reversible hydrogenation", de autoria de D. C. Elias, R. R. Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov, P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov, M. I. Katsnelson, A. K. Geim e K. S. Novoselov, pode ser acessado no link http://arxiv.org/ftp/arxiv.