(PhysOrg.com) -- Nel tentativo di rendere il grafene più utile nelle applicazioni elettroniche, Gli ingegneri della Kansas State University hanno fatto una scoperta d'oro:"fiocchi di neve" d'oro sul grafene.

Vikas Berry è un assistente professore di ingegneria chimica dello Stato K che lavora con il grafene, un materiale di carbonio dello spessore di un solo atomo e scoperto solo cinque anni fa. Per funzionalizzare il grafene con l'oro, controllando così le sue proprietà elettroniche, Berry e Kabeer Jasuja, uno studente di dottorato K-State in ingegneria chimica, oro incastonato nel grafene.

Per fare questo, gli ingegneri hanno messo i fogli di ossido di grafene in una soluzione di ioni d'oro che aveva un catalizzatore di crescita. Qui, le lenzuola atomicamente spesse nuotano e si lavano in una pozza di sostanze chimiche.

"I derivati ​​del grafene si comportano come tappeti molecolari quando sono in soluzione e mostrano un affascinante comportamento fisico-chimico, " disse Berry. "Se cambiamo la funzionalità della superficie o la concentrazione, possiamo controllare le loro proprietà."

Hanno scoperto che invece di distribuirsi uniformemente sul grafene, le isole formate dall'oro sulle superfici dei fogli. Hanno chiamato queste isole nanostelle dorate a forma di fiocco di neve, o SFGN.

"Così abbiamo iniziato a esplorare come si formano queste nanostelle d'oro, " ha detto Berry. "Abbiamo scoperto che le nanostelle senza funzionalità di superficie sono piuttosto difficili da produrre con altri processi chimici. Possiamo controllare la dimensione di queste nanostelle e abbiamo caratterizzato il meccanismo di nucleazione e crescita di queste nanostrutture. È simile al meccanismo che forma i veri fiocchi di neve".

Berry ha affermato che la presenza di grafene è fondamentale per la formazione delle nanostelle d'oro. "Se il grafene è assente, l'oro si ammassava e si depositava come grossi pezzi, " ha detto. "Ma il grafene aiuta a stabilizzare l'oro. Questo rende le nanostelle più utili per le applicazioni elettroniche".

Nel mese di luglio, Jasuja e Berry hanno pubblicato il loro lavoro sulla rivista ACS Nano .

La scoperta di questi "fiocchi di neve" d'oro sul grafene è promettente per dispositivi biologici e
elettronica. Berry sta collegando il DNA a queste isole d'oro per creare sensori di DNA. È affiancato da Nihar Mohanty, uno studente di dottorato in ingegneria chimica, e ricercatore universitario Ashvin Nagaraja, un anziano in ingegneria elettrica. Nagaraja si è diplomata alla Manhattan High School nel 2004.

Berry ha affermato che i sensori del DNA basati su grafene-oro avranno una maggiore sensibilità. La riduzione chimica dell'ossido di grafene per ottenere il grafene richiede sostanze chimiche aggressive che distruggono il DNA.

"Ora possiamo usare le sostanze chimiche aggressive sull'ossido di grafene incorporato nell'oro per ottenere il grafene con isole d'oro. Quindi possiamo usare queste isole d'oro per funzionalizzare il DNA".

Berry utilizza anche il grafene in combinazione con le microonde. Lui e Jasuja stanno "cucinando" i fogli di grafene come un altro modo per produrre particelle sulla superficie del materiale.

Alcune delle altre ricerche sul grafene di Berry comportano l'uso di fogli di grafene modificati per compartimentare una soluzione coagulante, stabilizzandolo così. Il suo gruppo ha recentemente utilizzato idruri per ridurre l'ossido di grafene per produrre ossido di grafene ridotto nel giro di pochi secondi. Il grafene così prodotto può rimanere stabile nella soluzione per diversi giorni. Ulteriori risultati appariranno a breve sulla rivista Small

Scoperto solo cinque anni fa, il grafene ha catturato l'attenzione di un gran numero di ricercatori che stanno studiando il suo eccezionale potere elettrico, proprietà meccaniche e ottiche, ha detto la bacca. Il suo gruppo di ricerca è tra i pochi a studiare le proprietà interfacciali del materiale e le applicazioni biologiche.

"Stiamo entrando in una nuova era, " disse Berry. "Dalle soluzioni molecolari o polimeriche a dimensione zero o unidimensionale, ora ci stiamo avventurando nelle soluzioni bidimensionali di grafene, che hanno nuove affascinanti proprietà."

Fornito dalla Kansas State University (notizie:web)