¿Se pueden regular las propiedades de adherencia y humedad de la superficie del grafeno?

Investigadores de la Universidad de Illinois en Champaign han regulado con éxito las características de humedad y adhesión de los materiales de grafeno mediante el dopaje, lo que ha brindado posibilidades para el desarrollo de materiales de recubrimiento y sensores avanzados. La investigación fue publicada en el famoso Journal Nano Express.

El grafeno tiene transparencia óptica y excelentes propiedades eléctricas y mecánicas, que subvertirán el revestimiento de la superficie y la pantalla de electrohumectación. La humectabilidad del material se refiere a la interacción entre la superficie del material y el agua. Por lo general, es estable sin influencia externa y se puede dividir en características hidrófilas e hidrófobas. Según las diferentes aplicaciones de los materiales, es necesario elegir entre propiedades hidrófilas e hidrófobas. Tomando la pantalla de electrohumectación como ejemplo, las propiedades hidrófilas del material de la pantalla se mejorarán bajo la acción de un circuito externo. A diferencia de los materiales de bloque tradicionales, el grafeno se puede regular cambiando la densidad de electrones o dopando para lograr propiedades de humectación de la superficie.

Los investigadores encontraron que debido a que el grafeno estaba expuesto al aire y la superficie estaba "contaminada" y mostraba características hidrófobas típicas, el estudio fue el primero en cambiar la densidad electrónica de la superficie del grafeno al agregar polímeros y metales cargados (es decir, dopaje). A su vez, el grafeno exhibe propiedades humectantes ajustables y realiza cambios regulatorios hidrofílicos e hidrofóbicos. Este descubrimiento reveló por primera vez la conexión entre la transferencia de carga cuántica y la humectabilidad de la superficie macroscópica del grafeno. El estudio abre un nuevo camino para ajustar el revestimiento de la superficie y el rendimiento de electrohumectación sin aplicar una corriente externa continua, lo que ahorrará energía significativamente.

Además, los investigadores también estudiaron la adhesión superficial del grafeno. La densidad electrónica del grafeno conduce a cambios en la adhesión de la superficie, lo que determina la interacción del grafeno con moléculas de agua hidrófilas e hidrófobas y juega un papel importante en la construcción de sensores químicos y biológicos basados en grafeno. Inspirándose en los resultados de este estudio, se pueden desarrollar sensores de grafeno autolimpiantes que se pueden reutilizar. Las moléculas de agua hidrófilas se pueden detectar primero, y luego se puede aumentar la hidrofilia del sensor regulando la densidad electrónica del grafeno, y las moléculas de agua hidrófilas se pueden separar. El estudio amplió aún más el rango de aplicación de los materiales de grafeno.

La página contiene el contenido de la traducción automática.