Pesquisadores da UFABC analisam propriedades do Me-grafeno via hidrogenação

Estudo verifica a influência da hidrogenação nas propriedades estruturais e eletrônicas de um novo alótropo de carbono, por meio de dinâmica molecular e cálculos de primeiros princípios

O grafeno é um material lamelar (bidimensional) composto somente por átomos de carbono, com potencial para aplicações tecnológicas diversas, desde transistores até sistemas para decodificação de DNA. O desenvolvimento de novos materiais lamelares, similares ao grafeno, tem despertado o interesse da comunidade científica, dada a possibilidade de ampliação das aplicações desses materiais.

O Me-grafeno é um material lamelar análogo ao grafeno, mas com propriedades singulares. Proposto por cálculos computacionais em 2020 [i], o Me-grafeno é um semicondutor com propriedades mecânicas e transporte de carga interessantes.

Fig. 1 | Estrutura do (a) Me-grafeno e do (b) Me-grafano. As esferas nas cores laranja, verde e cinza representam diferentes sítios de carbono, enquanto as em branco representam átomos de hidrogênio.

Em pesquisa recentemente publicada, os autores Pedro Alves da Silva Autreto, professor da UFABC, e Enesio Marinho da Silva Junior, aluno de graduação e de pós-graduação da UFABC, propõem adicionar hidrogênio à superfície do Me-grafeno e analisar como as propriedades eletrônicas do material variam com essa funcionalização. Para isso, utilizam cálculos quânticos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT) e cálculos de dinâmica molecular clássica.

De acordo com os pesquisadores, os resultados mostraram que o Me-grafeno totalmente hidrogenado – denominado Me-grafano – permanece estável termodinamicamente, e o material passa a ter comportamento metálico ou de semicondutor com absorção visível, dependendo da concentração de hidrogênio em sua superfície. Foram observadas, também, alterações nas propriedades estruturais e na mobilidade dos portadores de carga no Me-grafeno hidrogenado.

O artigo, intitulado Me-graphane: tailoring the structural and electronic properties of Me-graphene via hydrogenation, foi publicado na revista Physical Chemistry Chemical Physics (RSC Publishing). Segundo o professor Pedro, a referida publicação é um resultado direto do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do Bacharelado em Física da UFABC, recentemente defendido pelo aluno Enesio.

[i] B. Ram and H. Mizuseki, Carbon, 2020, 158, 827–835. Z. Zhuo, X. Wu and J. Yang, Nanoscale, 2020, 12, 19359 

Assessoria de Comunicação e Imprensa da UFABC