Um estudo da Universidade de São Paulo (USP) e da Università degli Studi di Roma “La Sapienza” revelou um método inovador para sintetizar fulerenos e partículas esféricas ocas de grafeno, utilizando apenas grafite natural, etanol, água e hidróxido de sódio em condições ambientes. Esse trabalho, publicado no periódico Diamond and Related Materials, demonstra a viabilidade de produzir essas estruturas por meio de um processo eletroquímico simples que não requer altas temperaturas, uma inovação que pode transformar a síntese orgânica.
Produção de Fulerenos e Estruturas de Grafeno
Os fulerenos, como o conhecido C60 ou "buckminsterfulereno", são compostos inteiramente de carbono, com características esféricas. Desde a sua descoberta em 1985, esses compostos têm sido alvo de pesquisa devido a suas propriedades eletrônicas e estruturais únicas. Em uma significativa descoberta em 2010, os fulerenos foram detectados no espaço cósmico pela primeira vez, através de observações do telescópio espacial Spitzer da NASA.
Desafios na Síntese de Fulerenos Gigantes
Tradicionalmente, a produção de fulerenos com mais de 100 átomos de carbono tem sido desafiadora devido às altas temperaturas necessárias para arranjar os átomos de carbono em configurações esféricas, que variam entre 3.000 °C e 4.000 °C. O novo estudo abordou essas limitações ao revelar que a polarização anódica de grafite em células eletroquímicas resulta na formação de folhas de grafeno que se automontam em fulerenos e esferas ocadas.
Metodologia Inovadora
A caracterização dos produtos foi realizada através de técnicas avançadas, incluindo microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia de força atômica (AFM) e espectrometria de massa (MALDI-TOF). Os pesquisadores observaram aglomerados de partículas esféricas variando de 10 nanômetros a até 320 nanômetros, evidenciando a diversidade das estruturas formadas.
Além disso, a pesquisa identificou picos característicos de fulerenos conhecidos e gigantes. A formação dessas estruturas é influenciada pela presença de radicais hidroxila (●OH) e íons hidroxila (OH⁻), resultantes da oxidação eletroquímica da água e do etanol.
Implicações e Futuras Aplicações
Os resultados indicam que o equilíbrio da concentração de radicais e o tipo de gráfico utilizado influenciam diretamente a automontagem de fulerenos. Importante ressaltar que ao elevar a tensão elétrica acima de 10 V, a produção de fulerenos diminui e nanopontos de carbono passam a prevalecer.
Este trabalho não apenas revela um método acessível e ambientalmente amigável para a produção de fulerenos gigantes, mas também abre possibilidades para futuras modificações químicas e aplicações tecnológicas inovadoras.
Para mais detalhes, o artigo completo, Self-assembly graphene into fullerenes and hollow spherical graphene particles during anodic polarization of graphite, pode ser acessado aqui.
Informações da Agência FAPESP
Curtiu? Siga o Candeias Mix nas redes sociais: Twitter, Facebook, Instagram, e Google Notícias. Fique bem informado, faça parte do nosso grupo no WhatsApp e Telegram.