Un rispettoso dell'ambiente, Un metodo efficiente ed economico per l'idrogenazione del grafene con luce visibile è stato sviluppato dai ricercatori dell'Università di Uppsala e dell'AstraZeneca Göteborg, Svezia. Lo studio di ricerca è presentato in un articolo in Comunicazioni sulla natura .

Lo studio mostra che il grafene, materiale bidimensionale e sottile come un atomo di carbonio, reagisce con l'acido formico in una soluzione acquosa dopo irradiazione con luce visibile. Nella reazione, l'acido formico agisce come idrogeno mascherato e viene prodotto un materiale in cui l'idrogeno è stato ampiamente aggiunto al grafene. Uno dice che il grafene è stato idrogenato. Lo studio è stato condotto da Assoc. Gruppo di ricerca del Prof. Henrik Ottosson presso il Dipartimento di Chimica – Laboratorio Ångström, insieme ai colleghi di Chimica, Fisica e Ingegneria all'Università di Uppsala e all'AstraZeneca Göteborg.

"La reazione è conveniente ed economica, e il grafene idrogenato può essere applicato all'interno di aree come lo stoccaggio dell'idrogeno. Inoltre, dopo la funzionalizzazione del grafene si può aprire un band gap e questo fatto è di grande rilevanza per le applicazioni elettroniche, " dice Henrik Ottosson.

Ancora, La ricerca sul grafene è un progetto parallelo del gruppo di Henrik Ottosson. Il gruppo studia normalmente i comportamenti di vari idrocarburi aromatici all'irraggiamento, e applicano una regola, la cosiddetta regola di Baird, che può essere derivato attraverso la meccanica quantistica applicata chimicamente.

I composti chimici aromatici hanno una stabilità intrinsecamente elevata e spesso non sono facili da degradare. Il benzene è il composto aromatico più noto e più della metà di tutti i composti chimici conosciuti contiene gruppi aromatici.

L'elevata stabilità dei composti aromatici è spiegata dalla regola "4n+2" di Hückel, ma questa regola è valida solo per i composti nei loro stati fondamentali elettronici. Dopo l'esposizione alla luce di una certa lunghezza d'onda, i composti aromatici raggiungono stati elettronicamente eccitati. Secondo Baird, i composti aromatici allo stato fondamentale diventano antiaromatici e reattivi allo stato eccitato. La regola, trascurato per decenni, può ora essere utilizzato per descrivere vari comportamenti dei composti aromatici quando irradiati.

Usando la regola di Baird, Il gruppo di Henrik Ottosson sviluppa nuove reazioni innescate dalla luce. Primo, hanno studiato l'aggiunta di idrosilani ai benzeni, naftalene e idrocarburi policiclici aromatici via via più grandi (gli idrosilani sono composti che possono essere considerati analoghi pesanti dell'idrogeno). Nonostante non sia possibile spiegare se, e come, La regola di Baird può essere applicata al grafene (un idrocarburo policiclico aromatico essenzialmente infinitamente grande), il gruppo ha esplorato la chimica del grafene e ha trovato una reazione di addizione molto efficiente quando si utilizza l'acido formico.

In AstraZeneca si intravedono interessanti possibilità per il futuro:

"È diventato più comune applicare reazioni innescate dalla luce durante lo sviluppo di nuove molecole nei nostri programmi di ricerca sui farmaci. Ci sfidiamo a sviluppare continuamente metodi chimici più efficienti e rispettosi dell'ambiente. I recenti progressi che abbiamo visto nella fotochimica, evidenziato dai risultati qui riportati, aumenterà le nostre opportunità di accedere alla chimica che nessuno pensava possibile fino a pochi anni fa. Inoltre, i materiali a base di grafene hanno proprietà intrinseche eccezionali. C'è una ricchezza di possibili applicazioni che potrebbero portare alla prossima rivoluzione biomedica, "dice Joakim Bergman, Medicinali innovativi e sviluppo precoce Unità biotecnologica AstraZeneca Göteborg.