Os insights do grafeno branco abrem portas para energia mais limpa e eletrônicos mais eficientes

Um avanço na decodificação do processo de crescimento do nitreto de boro hexagonal (hBN), um materials 2D, e suas nanoestruturas em substratos metálicos poderia abrir caminho para uma eletrônica mais eficiente, soluções energéticas mais limpas e uma fabricação química mais verde, de acordo com uma nova pesquisa da Universidade de Surrey publicado no diário Pequeno.

Com apenas um átomo de espessura, o hBN – frequentemente apelidado de “grafeno branco” – é um materials ultrafino e superresiliente que bloqueia correntes elétricas, resiste a temperaturas extremas e resiste a danos químicos. Sua versatilidade única o torna um componente inestimável em eletrônica avançadaonde pode proteger microchips delicados e permitir o desenvolvimento de transistores mais rápidos e eficientes.

Indo um passo além, os pesquisadores também demonstraram a formação de hBN nanoporoso, um novo materials com vazios estruturados que permite absorção seletiva, catálise avançada e funcionalidade aprimorada, expandindo enormemente suas potenciais aplicações ambientais. Isto inclui a detecção e filtragem de poluentes, bem como a melhoria de sistemas energéticos avançados, incluindo armazenamento de hidrogénio e catalisadores electroquímicos para células de combustível.

Marco Sacchi, autor principal do estudo e professor associado da Escola de Química e Engenharia Química de Surrey, disse:”Nossa pesquisa lança luz sobre os processos em escala atômica que governam a formação deste materials notável e suas nanoestruturas. Ao compreendê-los mecanismos, podemos projetar materiais com precisão sem precedentes, otimizando suas propriedades para uma série de tecnologias revolucionárias.”

Trabalhando em colaboração com a Universidade de Tecnologia de Graz da Áustria (TU Graz), a equipe – liderada pelo Dr. Marco Sacchi, com o trabalho teórico realizado pelo Dr. processo de crescimento de hBN a partir de precursores de borazina, examinando processos moleculares importantes, como difusão, decomposição, adsorção e dessorção, polimerização e desidrogenação.

Essa abordagem permitiu desenvolver um modelo em escala atômica que permite que o materials cresça em qualquer temperatura.

Os insights das simulações teóricas alinham-se estreitamente com as observações experimentais do grupo de pesquisa de Graz, preparando o terreno para a produção controlada e de alta qualidade de hBN com designs e funcionalidades específicas.

Anton Tamtögl, pesquisador principal do projeto na TU Graz, disse:”Estudos anteriores não consideraram todos esses intermediários nem um espaço de parâmetros tão grande (temperatura e densidade de partículas). Acreditamos que será útil orientar a deposição química de vapor crescimento de hBN em outros substratos metálicos, bem como a síntese de estruturas nanoporosas ou funcionalizadas.”