Pesquisadores desenvolvem filmes de barreira de prótons usando óxido de grafeno sem poros

A equipe de pesquisa da Universidade de Kumamoto, liderada pelo Professor Assistente Kazuto Hatakeyama e pelo Professor Shintaro Ida do Instituto de Nanomateriais Industriais, anunciou um desenvolvimento inovador em filmes de barreira de íons de hidrogênio usando óxido de grafeno (GO) que não possui poros internos. Esta abordagem inovadora, publicada em Pequenopromete avanços significativos em revestimentos protetores para diversas aplicações.

Em seu estudo, a equipe de pesquisa sintetizou e desenvolveu com sucesso uma película fina de uma nova forma de óxido de grafeno que não contém poros. Tradicionalmente, o GO é conhecido por sua alta condutividade iônica, o que o torna desafiador para uso como uma barreira iônica. No entanto, ao eliminar os poros internos, a equipe criou um material com propriedades de barreira de íons de hidrogênio dramaticamente melhoradas.

O novo filme de óxido de grafeno exibe desempenho de barreira de íons de hidrogênio até 100.000 vezes melhor em comparação aos filmes GO convencionais, conforme demonstrado pelos resultados de condutividade de prótons fora do plano da espectroscopia de impedância CA. Esse avanço foi confirmado ainda mais em experimentos onde o revestimento de óxido de grafeno não poroso protegeu efetivamente a folha de lítio de gotículas de água, evitando qualquer reação entre o lítio e a água.

O estudo também confirmou que os íons de hidrogênio se movem através dos poros no GO convencional, destacando a importância de eliminar esses poros para melhorar as capacidades de barreira. Esse avanço abre portas para novas aplicações em revestimentos de proteção, prevenção de ferrugem e infraestrutura de hidrogênio.

Esta pesquisa marca um avanço significativo na ciência dos materiais e pode abrir caminho para revestimentos de próxima geração com propriedades de proteção aprimoradas.

“No futuro, planejamos aproveitar o desempenho da barreira de íons de hidrogênio para aplicações práticas, ao mesmo tempo em que abordamos os desafios impostos pelos ‘poros’ na estrutura do GO para desbloquear funcionalidades adicionais”, explicou o professor assistente Hatakeyama ao descrever os próximos passos de sua pesquisa.