Um grupo internacional de pesquisadores de Escola Sant’anna e Universidade de Tecnologia Graz, sob a direção do professor associado Francesco Greco, converteu com sucesso a tinta de uma caneta marcadora vermelha em um circuito elétrico à base de grafeno. Este estudo demonstra o uso potencial de materiais cotidianos em aplicações eletrônicas avançadas.
Passar um feixe de laser sobre a tinta o transforma em uma forma de carbono poroso e condutor chamado ‘grafeno induzido por laser’ (LIG). Até agora, acreditávamos que period possível obter esse LIG apenas de materiais e polímeros plásticos específicos, e isso de alguma forma limitou suas aplicações. Uma tinta ou tinta, por outro lado, pode ser usada facilmente e em qualquer lugar para revestir outros objetos. Eles também representam uma alternativa economicamente vantajosa.
Francesco Greco, Professor Associado, Bioengenharia, Escola de Estudos Avançados de Sant’anna
De tinta a … grafeno. O papel do corante chamado eosin
Um suprimento comum de escritório – um marcador vermelho como os usados em quadros brancos – foi a inspiração inesperada para um estudo recente sob o projeto europeu 5dnananInPrinting. O ingrediente -chave foi a eosina, um corante encontrado em certas tintas vermelhas, conhecidas por sua alta estabilidade térmica e similaridade estrutural com o grafeno.
Alexander Dallinger, pesquisador de pós -doutorado do Instituto de Física do Estado Sólido da Universidade de Graz, foi o primeiro a perceber o comportamento incomum de Eosin. Ele observou que, quando exposto à radiação a laser, o corante respondeu de maneiras inesperadas, provocando uma investigação mais aprofundada.
A descoberta inicial aconteceu por acaso. Eu estava tentando escrever a laser sobre outros materiais, sem sucesso: nenhum deles foi transformado em grafeno condutor. Eu escrevi em uma das amostras seu nome com um marcador vermelho para reconhecê -lo. Por engano (ou sorte?), O feixe de laser passou por escrito: Nesse ponto, vi um traço preto aparecer.
Alexander Dallinger, pós-doutorado, Instituto de Física do Estado Sólido, Universidade de Graz
Dallinger disse: “Intrigado, eu imediatamente analisei: o traço period condutor e period grafeno! Isso levou a muitas perguntas: do que é a tinta marcadora feita? Por que esse marcador funciona e outros não? Qual é o ‘ingrediente secreto’? Essas perguntas foram o ponto de partida para todo o estudo e as descobertas que levaram a esta publicação. ”
A abordagem “Paint & Scribe”: um circuito elétrico pode ser criado em qualquer superfície
Para começar a transformar o corante em um circuito em funcionamento, a equipe de pesquisa aplicou a tinta vermelha em uma superfície de sua escolha, variando de papel a xícaras de café ou até óculos. Eles então projetaram o circuito eletrônico desejado usando software program de computador.
Em seguida, um sistema a laser traçou o design digital diretamente na superfície tingida. Após a exposição a laser, o corante de eosina foi submetido a uma transformação química, convertendo em uma forma condutora de grafeno.
““Essa abordagem, chamada ‘Paint & Scribe’, integra um circuito elétrico à base de grafeno em qualquer superfície, induzido por um laser: pinte um objeto, depois passe o laser sobre ele e você obtém um circuito. É um sistema inovador, considerando que, até agora, os circuitos elétricos baseados em grafeno eram obtidos apenas em precursores poliméricos,”Explica Greco.
Pisa-Firenze-Graz: The Innovation Triangle
As principais contribuições também vieram de Rodorico Giorgi e Rachel Camerini – um professor associado e um pós -doutorado, respectivamente – no Departamento de Química “Ugo Schiff” da Universidade de Florença e do Centro de Colóide e Ciência da Superfície (CSGI).
Sua experiência em cor e química de pigmentos foi essencial para analisar a composição da tinta e identificar quais corantes eram responsáveis pela formação de grafeno.
Trabalhamos no campo da herança cultural, estudando o assunto e essa transformação. É surpreendente como o conhecimento das propriedades dos corantes orgânicos de repente acaba sendo a chave para interpretar um fenômeno nunca visto antes. Você conhece muitas coisas, mas não pode explicar tudo. Então, um dia, você junta duas peças de um quebra -cabeça e dá um passo à frente. Essa é a beleza da ciência!
Rodorico Giorgi, Professor Associado da Universidade de Florence
Possíveis aplicações
Greco disse: “Acredito que nosso estudo é um exemplo de como a curiosidade científica pode levar inesperadamente a implicações práticas e aplicativas. De fato, este estudo, além de analisar por que apenas alguns corantes são adequados para transformação em LIG, visa propor esse método para a realização de circuitos e sensores em qualquer superfície. Em vez de instalar circuitos ou sensores (geralmente pesados, caros e volumosos) nos objetos a serem sensorizados, agora podemos pensar em ‘escrevê -los’ diretamente onde são necessários.”
““Isso poderia aumentar as aplicações em muitos setores: eletrônicos imprimíveis, sensores biomédicos, robótica, automação e sensores ambientais. Já estamos trabalhando em alguns desses aplicativos. Também começamos a estudar outros corantes derivados de materiais naturais, com o objetivo de criar eletrônicos verdes”Francesco Greco concluiu.
Referência do diário:
Dallinger, A., et al. (2025) grafeno induzido por laser de tintas e corantes comerciais. Ciência Avançada. doi.org/10.1002/advs.202412167.