Un reciente estudio de mecánica cuántica del grafeno realizado por un equipo de investigación en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST, Corea del Sur, ha aclarado el mecanismo de intercalación y las vías para el desacoplamiento del grafeno del sustrato de cobre.
Las películas de grafeno, que crecen en los sustratos de cobre Cu, deben despegarse sin dejar residuos, ya que las impurezas metálicas residuales pueden alterar significativamente las propiedades electrónicas y electroquímicas del grafeno.
Sin embargo, gracias a los avances recientes en el método de transferencia de grafeno, la corrosión electroquímica de los recubrimientos de grafeno en Cu ha permitido que el material de monocapa espesada se deslamine mecánicamente sin comprometer significativamente su integridad estructural.
La nueva investigación UNIST sobre el grafeno se desvía en una nueva dirección separando con éxito el grafeno de sus sustratos de crecimiento de metal sin la ayuda de la cinta adhesiva. Los resultados de la investigación se publicaron en la edición de agosto del Journal of the American Chemical Society JACS.
En el estudio, dirigido por el Prof. Sang Kyu Kwak Escuela de Ingeniería Energética y Química y el Prof. Rodney Ruoff Centro de Materiales de Carbono Multidimensional, el equipo de investigación reveló la química de oxidación de la superficie del Cu cubierto de nanoribones 111 superficie.
Específicamente, han demostrado que el tipo de borde de nanofibra de grafeno GNR influye en las etapas de oxidación iniciales de la superficie de Cu, impulsando así el desacoplamiento de la nanoribona por la intercalación de las moléculas de adsorbato circundantes por ejemplo, oxígeno y agua.
La diferencia entre el sillón GNR y el zigzag GNR en el sustrato Cu 111 se distingue por la presencia de un estado de borde en los bordes en zigzag GNR, que se ha atribuido a la hibridación entre el carbono fuera del plano πorbitales y los orbitales d metálicos. Sin embargo, este estado de borde está ausente en los átomos de borde de GNR del sillón. Tal observación no se ha informado para GNR terminado en H en Cu 111.
Los cálculos del modo de estiramiento vibratorio mostraron que los bordes GNR influyeron en la adsorción molecular de oxígeno en los sitios desnudos y GNR / Cu, confirmando el papel de los bordes GNR en el debilitamiento del enlace OO pre alargado en la interfaz GNR / Cu. El equipo de investigaciónTambién explicó que los bordes de GNR facilitaron la estabilización de las moléculas de agua independientemente de la oxigenación de la superficie, que de lo contrario sería inestable en la superficie desnuda de Cu.
El Dr. Kester Wong, quien se hace cargo de la investigación, señala que "las interacciones mediadas por GNR entre el agua y los radicales de oxígeno quimisorbidos pueden arrojar más luz para dilucidar el papel del agua y el oxígeno en la formación de óxido en la superficie".
"Este estudio en particular puede tener implicaciones interesantes para el desarrollo de catálisis basada en grafeno regioselectivo. Sin embargo, el empleo de otras facetas de cristal para el estudio interfacial de materiales de baja dimensión es de gran interés, y nuestro grupo está llevando a cabo muchas investigaciones enesta área ", dice el profesor Kwak.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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