Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado la humectación sintonizable inducida por el dopaje y la adhesión del grafeno. revelando oportunidades nuevas y únicas para transductores y materiales de recubrimiento avanzados.

"Nuestro estudio sugiere que la modulación inducida por el dopaje de la densidad del portador de carga en el grafeno influye en su humectabilidad y adhesión, "explicó SungWoo Nam, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Mecánica de Illinois. "Este trabajo investiga este nuevo fenómeno de humectación sintonizable inducido por el dopaje que es exclusivo del grafeno y potencialmente de otros materiales 2D en investigaciones complementarias teóricas y experimentales".

Grafeno ser ópticamente transparentes y poseer propiedades eléctricas y mecánicas superiores, puede revolucionar los campos de los revestimientos de superficies y las pantallas de electrohumectación, según los investigadores. La humectabilidad de un material (es decir, la interacción con el agua) suele ser constante en ausencia de influencia externa y se clasifican como amantes del agua (hidrófilos) o repelentes del agua (hidrófobos; gotas de agua en la superficie). Dependiendo de la aplicación específica, se requiere una elección entre material hidrófobo o hidrófilo. Para pantallas de electrohumectación, por ejemplo, las características hidrofílicas del material de visualización se mejoran con la ayuda de una corriente eléctrica constante impresa externamente.

"Lo que hace que el grafeno sea especial es que, a diferencia de los materiales a granel convencionales, muestra características de humectación de superficie sintonizables debido a un cambio en su densidad de electrones, o por dopaje, "dijo Ali Ashraf, un investigador estudiante de posgrado y primer autor del artículo, "Humectabilidad sintonizable inducida por dopaje y adherencia del grafeno, "apareciendo en Nano letras . "Nuestros equipos de investigación colaborativa han descubierto que, si bien el grafeno se comporta típicamente como un material hidrofóbico (debido a la presencia de una fuerte contaminación transmitida por el aire en su superficie), su hidrofobicidad se puede cambiar fácilmente cambiando la densidad de electrones.

"Nuestro estudio muestra que el grafeno demuestra una humectabilidad sintonizable (comportamiento hidrófobo e hidrófilo intercambiable) cuando la densidad de sus electrones cambia por los polímeros y metales cargados en el subsuelo (también conocido como dopaje), "Agregó Ashraf." Este hallazgo arroja luz sobre los vínculos poco claros anteriores entre la transferencia de carga a nivel cuántico y la humectabilidad de la superficie macroscópica para el grafeno. Este emocionante hallazgo abre nuevas puertas de posibilidad para el revestimiento de superficies sintonizables y las pantallas de electrohumectación sin suministro continuo de corriente eléctrica externa. lo que se traducirá en importantes ahorros de energía ".

"Además, Investigamos otra propiedad estrechamente relacionada:la adherencia de la superficie, "Nam dijo." Observamos que los cambios en la densidad electrónica del grafeno conducen a un cambio en la adhesión, que determina cómo interactúa el grafeno con otras moléculas hidrofóbicas e hidrofílicas, lo cual es importante para los biosensores y químicos basados ​​en grafeno. Nuestro hallazgo sugiere que es posible hacer reutilizables, Sensores de grafeno autolimpiantes que pueden interactuar primero con moléculas hidrófobas para su detección. y luego se separa de ellos (es decir, se limpia a sí mismo) mediante una hidrofilicidad mejorada mediante la modulación de la densidad electrónica ".

Nota:Los autores señalan que este trabajo demuestra de forma independiente y además respalda hallazgos similares informados en Hong et al. (DOI:10.1021 / acs.nanolett.6b01594), que muestra la modulación de la humectabilidad del grafeno inducida por el dopaje.