Agregar hidrógeno al grafeno podría mejorar su aplicabilidad futura en la industria de los semiconductores, cuando el silicio deja de funcionar. Investigadores del Centro de Materiales de Carbono Multidimensional CMCM, dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS han obtenido recientemente más información sobre este producto químicoreacción. Publicado en Revista de la Sociedad Americana de Química , estos hallazgos amplían el conocimiento de la química fundamental del grafeno y acercan a los científicos a la realización de nuevos materiales a base de grafeno.
Comprender cómo el grafeno puede reaccionar químicamente con una variedad de productos químicos aumentará su utilidad. De hecho, el grafeno tiene propiedades de conductividad superiores, pero no puede usarse directamente como una alternativa al silicio en la electrónica de semiconductores porque no tiene una banda prohibida, es decir, sus electrones pueden moverse sin subir ninguna barrera de energía. La hidrogenación de grafeno abre una brecha en el grafeno, por lo que podría servir como un componente semiconductor en nuevos dispositivos.
Mientras que otros informes describen la hidrogenación de materiales a granel, este estudio se enfoca en la hidrogenación de grafeno grueso de una o pocas capas. Los científicos del SII utilizaron una reacción basada en litio disuelto en amoníaco, llamada "reacción de tipo Birch", para introducir hidrógenoen grafeno a través de la formación de enlaces CH.
El equipo de investigación descubrió que la hidrogenación avanza rápidamente sobre toda la superficie del grafeno de una sola capa, mientras que avanza lentamente y desde los bordes en el grafeno de pocas capas. También mostraron que los defectos o bordes son realmente necesarios para que la reacción ocurra bajolas condiciones utilizadas, porque el grafeno prístino con los bordes cubiertos de oro no sufre hidrogenación.
Utilizando grafeno bicapa y tricapa, los científicos del SII también descubrieron que los reactivos pueden pasar entre las capas e hidrogenar cada capa igualmente bien. Finalmente, los científicos descubrieron que la hidrogenación cambió significativamente las propiedades ópticas y eléctricas del grafeno.
"Un objetivo principal de nuestro Centro es emprender estudios fundamentales sobre las reacciones que involucran materiales de carbono. Al desarrollar una comprensión profunda de la química del grafeno de una sola capa y algunas capas de grafeno, estoy seguro de que muchas aplicaciones nuevas de grafeno funcionalizados químicamentepodría ser posible, en electrónica, fotónica, optoelectrónica, sensores, compuestos y otras áreas ", señala Rodney Ruoff, autor correspondiente de este artículo, director del CMCM y profesor distinguido de UNIST en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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