Grafeno: folhas de nanopartículas à base de carbono

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Quando o carbono forma folhas quando se liga a outros três átomos de carbono que são chamados grafeno. pesquisadores de nanotecnologia só recentemente (2004) foi bem sucedido na produção de folhas de grafeno para fins de pesquisa.

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grafite comum é o material em lápis de grafite, e é composto de folhas de grafeno empilhados juntos. As folhas de grafeno em grafite tem um espaço entre cada uma das folhas e as folhas são mantidas unidas pela força electrostática chamado de van der Waals de ligação.

grafeno são compostos de átomos de carbono ligados em formas hexagonais com cada átomo de carbono ligado covalentemente a três outros átomos de carbono. Cada folha de grafeno é apenas um átomo de espessura, e cada folha de grafeno é considerada uma única molécula. Grafeno tem a mesma estrutura de átomos de carbono ligados em formas hexagonais para formar nanotubos de carbono, mas grafeno é plana em vez de cilíndrico.

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Devido à força das ligações covalentes entre os átomos de carbono, grafeno tem uma resistência à tracção muito elevado. (Basicamente, tração relaciona-se com o quanto você pode esticar algo antes de quebrar.)

Além disso, o grafeno, ao contrário de um fulereno ou nanotubos, não tem no interior uma vez que é plana. Fulerenos e nanotubos, em que cada átomo está na superfície, pode interagir apenas com moléculas vizinhas a eles. Para grafeno, cada átomo está na superfície e é acessível a partir de ambos os lados, para que haja uma maior interacção com moléculas vizinhas.

Finalmente, em grafeno, átomos de carbono estão ligados a apenas três outros átomos, embora eles têm a capacidade de ligar-se a uma quarta átomo. Esta capacidade, combinada com grande resistência à tracção e a área de superfície elevada para razão de volume, torná-lo muito útil em materiais compósitos.

Os investigadores relataram que a mistura grafeno em um epóxi resultou na mesma quantidade de um aumento da força para o material que foi encontrado quando usado dez vezes o peso de nanotubos de carbono.

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Uma propriedade chave eléctrica de grafeno é a sua mobilidade dos electrões (a velocidade à qual os electrões mova dentro dele, quando uma voltagem é aplicada). mobilidade dos elétrons do grafeno é mais rápido do que qualquer material conhecido e pesquisadores estão desenvolvendo métodos para construir transistores em grafeno que seriam muito mais rápido do que os transistores atualmente construídas em wafers de silício.

Uma outra aplicação interessante a ser desenvolvido para grafeno tira vantagem do facto de que a folha é tão espessa como um átomo de carbono. Os pesquisadores descobriram que eles podem usar nanoporos para analisar rapidamente a estrutura do DNA.

Quando uma molécula de ADN passa através de um nanoporo, que tem uma tensão aplicada através dela, os investigadores podem determinar a estrutura do DNA por alterações na corrente eléctrica. Porque grafeno é tão fina, a estrutura de uma molécula DNA é exibida com uma resolução mais elevada, quando ele passa através de um corte no nanoporo uma folha de grafeno.