Baia, fiordo, baia, poltrona e zigzag:i chimici usano termini come questi per descrivere le forme assunte dai bordi del nanografene. Il grafene è costituito da una struttura di carbonio a strato singolo in cui ogni atomo di carbonio è circondato da altri tre. Questo crea un motivo che ricorda un nido d'ape, con atomi in ciascuno degli angoli. Il nanografene è un candidato promettente per portare la microelettronica su scala nanometrica e un probabile sostituto del silicio.

Le proprietà elettroniche del materiale dipendono molto dalla sua forma, dimensioni e soprattutto periferia, in altre parole come sono strutturati i bordi. Una periferia a zig-zag è particolarmente adatta:in questa configurazione, gli elettroni, che fungono da portatori di carica, sono più mobili che in altre strutture di bordo. Ciò significa che l'utilizzo di pezzi di grafene a forma di zigzag nei componenti della nanoelettronica può consentire frequenze più elevate per gli interruttori.

Gli scienziati dei materiali che vogliono ricercare solo il nanografene a zigzag affrontano il problema che questa forma rende i composti instabili e difficili da produrre in modo controllato. Questo è un prerequisito, però, se le proprietà elettroniche devono essere studiate in dettaglio.

I ricercatori guidati dal Dr. Konstantin Amsharov della Cattedra di Chimica Organica II sono ora riusciti a fare proprio questo. La loro ricerca è stata ora pubblicata in Comunicazioni sulla natura . Non solo hanno scoperto un metodo semplice per sintetizzare il nanografene a zigzag, la loro procedura offre una resa vicina al 100% ed è adatta per la produzione su larga scala. Hanno già prodotto una quantità tecnicamente rilevante in laboratorio.

I ricercatori hanno prima prodotto molecole preliminari, che poi si incastrano in una formazione a nido d'ape su diversi cicli in un processo noto come ciclizzazione. Alla fine, i frammenti di grafene sono prodotti da file sfalsate di favi o stelle a quattro rami che circondano un punto centrale di quattro favi di grafene, con il ricercato motivo a zigzag sui bordi. Il prodotto cristallizza direttamente, anche durante la sintesi. Nel loro stato solido, le molecole non sono in contatto con l'ossigeno. In soluzione, però, l'ossidazione provoca la rapida disintegrazione delle strutture.

Questo approccio consente agli scienziati di produrre grandi pezzi di grafene, mantenendo il controllo sulla loro forma e periferia. Questa svolta nella ricerca sul grafene significa che gli scienziati dovrebbero presto essere in grado di produrre e ricercare una varietà di interessanti strutture di nanografene, un passo cruciale verso l'utilizzo del materiale nei componenti nanoelettronici.