Pesquisa: novas propriedades do grafeno são desvendadas

O professor doutor Filipe Lima (IFSP-Matão) participa do trabalho


O grafeno é considerado um material do futuro por ser estável, muito leve, super resistente, com capacidades de autorregeneração, potencial para substituir componentes eletrônicos e ser composto unicamente por átomos de carbono. Embora as propriedades térmicas e eletrônicas sejam conhecidas, o comportamento das folhas de grafeno com a adição de cargas na estrutura não é bem compreendido. Combinando técnicas experimentais, eletroquímica e simulações computacionais, foi descoberto que as cargas no grafeno modificado se concentram em locais específicos da folha quando perturbadas eletroquimicamente. Neste estado modificado, o grafeno é resistente à transferência de elétrons em 40%.

Estes resultados foram suportados por simulações computacionais que mostram que a modificação do grafeno enfraquece a transferência de elétrons porque as cargas são retidas nos átomos de carbono que formam uma hibridização tipo sp3 (o mesmo tipo estrutural que nossos professores de química nos ensinaram no Ensino Médio) gerados após a funcionalização, sugerindo que as propriedades do grafeno são profundamente influenciadas pela maneira como as modificações estão imobilizadas em sua estrutura. Neste caso, a modificação realizada no grafeno foi ligar um radical 4-carboxifenil, uma ‘combinação’ de benzeno e ácido carboxílico.

O trabalho ‘Interplay of non-uniform charge distribution on the electrochemical modification of graphene’ foi publicado no jornal científico internacional ‘Nanoscale’ no último dia 14 de julho. No Brasil, o artigo possui a nota máxima (A1) de avaliação da Comissão de Aperfeiçoamento de Pessoal do Nível Superior (Capes). Destaca-se que o trabalho foi iniciado em julho de 2017 e encerrado no último mês de julho. Muitos estudos, frutos desta primeira etapa, são investigados neste momento.

Esse trabalho só foi possível devido a parcerias internacionais lideradas pelo professor doutor Frank Nelson Crespilho, envolvendo o Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo, o Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), a Universidade Federal Fluminense, a Universidade de Von Humboldt da Alemanha e o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP-Matão), em especial o professor doutor Filipe Camargo Dalmatti Alves Lima, responsável pelas simulações computacionais.

No momento, seu grupo de pesquisa teórica no IFSP-Matão reúne seis alunos de iniciação científica que trabalham com simulações computacionais de materiais com aplicações no desenvolvimento de novos fármacos, caracterização, mecanismos de transferência de elétrons e nanotecnologia. Os resultados podem ser acessados: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/nr/c8nr03893g

“Participar deste trabalho significa o prestígio de poder trabalhar na vanguarda da ciência brasileira, tendo a oportunidade de colaborar com um dos grupos mais importantes de bioeletroquímica do Brasil, reconhecidos internacionalmente. Isso também melhora bastante o cenário de pesquisa no IFSP-Matão, abrindo possibilidade e credibilidade para pleitear recursos a pesquisas”, cita Filipe, que é casado com a professora doutora Ana Paula Mazzini Lima, também docente do IFSP-Matão.

Questionado sobre como este estudo será utilizado, Filipe cita resposta do cientista Michael Faraday (1791-1867). “Em uma palestra dele, em 1840, perguntaram para que servia todo aquele comportamento peculiar de imãs se movimentando próximos a fios de cobre que geravam corrente elétrica, e ele respondeu: ‘Para que serve um bebê?’. Em 1840, aquilo não fazia sentido algum; hoje, não vivemos sem energia elétrica, graças a Faraday por sua descoberta peculiar”, coloca.

“Eu poderia dar uma resposta pronta, como ‘estamos contribuindo para avanços em dispositivos eletrônicos baseados em carbono’, o que não deixa de ser verdade, mas a verdade mesmo é que ainda não consigo vislumbrar exatamente onde será aplicado. Tenho esperança de que um dia minhas contribuições impactem no mundo em algo que nem sequer sonhei que possa existir, mesmo que seja em 2218”, vislumbra.

E encerra fazendo um convite: “Venham estudar no IFSP-Matão! Nosso campus está repleto de oportunidades para iniciar na carreira de pesquisa, seja na área de química, alimentos ou energias renováveis. Em especial, meu grupo de simulação computacional em química está aberto para aqueles que desejam se tornar cientistas”, informa Filipe.


Fonte: Rogério Bordignon


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