Un team di ricercatori tedeschi, gli Stati Uniti e il Regno Unito hanno scoperto che un numero significativo di legami H-C si formava quando gli atomi di idrogeno venivano forzati ad alta velocità a scontrarsi con il grafene. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza, i ricercatori descrivono i loro sforzi per visualizzare il movimento su scala atomica che si verifica e i percorsi di dissipazione dell'energia coinvolti quando si formano legami covalenti, in questo caso tra un atomo di carbonio e un atomo di idrogeno mentre si schianta contro un foglio di grafene. Liv Hornekær con iNANO ha pubblicato un pezzo di Prospettiva sul lavoro svolto dal team nello stesso numero della rivista.

I ricercatori osservano che, nonostante molti sforzi, sono stati trovati pochissimi modi per vedere effettivamente cosa succede su scala atomica quando si sta formando un legame covalente. In questo nuovo sforzo, hanno cercato di trovare un nuovo modo per vedere cosa succede usando atomi di idrogeno e grafene. Sottolineano che per la formazione di un legame covalente tra molecole in collisione, l'energia deve fluire da loro nel resto delle molecole in un dato sistema. A quello scopo, i ricercatori hanno sparato atomi di idrogeno ad alta velocità su un foglio di grafene che si trovava su un piatto di platino. Hanno scelto il grafene perché ha un'estrema asimmetria (un attributo che lo rende uno dei pochi materiali che si contrae quando riscaldato). Hanno quindi monitorato e misurato da vicino ciò che è accaduto quando l'atomo di idrogeno ha colpito.

I ricercatori riferiscono che la collisione tra l'atomo di idrogeno e il foglio di grafene ha portato alla creazione di legami tra l'atomo di idrogeno e gli atomi di carbonio nel grafene. Riferiscono inoltre che l'energia è stata dissipata in modo molto efficiente da un'onda sonora nel piano che si è formata muovendosi lungo la lunghezza del foglio di grafene. Hanno anche scoperto che si è formata anche un'onda trasversale che supportava le vibrazioni fuori dal piano:era formata dallo spostamento degli atomi di carbonio mentre interagivano con l'atomo di idrogeno. Il team riferisce anche che i legami H-C che si sono formati erano abbastanza forti da consentire a molti degli atomi di idrogeno di attaccarsi effettivamente al foglio di grafene anziché rimbalzarci sopra. Affermano inoltre che i loro esperimenti hanno rivelato un percorso precedentemente sconosciuto alla perdita di energia in un sistema in cui si formano legami covalenti, aprendo nuovi modi per studiare il processo mentre si verifica.

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