(PhysOrg.com) -- Dans le but de rendre le graphène plus utile dans les applications électroniques, Les ingénieurs de la Kansas State University ont fait une découverte en or :des "flocons de neige" en or sur du graphène.

Vikas Berry est un professeur assistant de génie chimique K-State qui travaille avec le graphène, un matériau carboné d'un seul atome d'épaisseur et découvert il y a à peine cinq ans. Pour fonctionnaliser le graphène avec de l'or - contrôlant ainsi ses propriétés électroniques - Berry et Kabeer Jasuja, un doctorant K-State en génie chimique, incrusté d'or sur du graphène.

Pour faire ça, les ingénieurs ont placé les feuilles d'oxyde de graphène dans une solution d'ions d'or contenant un catalyseur de croissance. Ici, les feuilles atomiquement épaisses nagent et se baignent dans une piscine de produits chimiques.

"Les dérivés du graphène agissent comme des tapis moléculaires nageurs lorsqu'ils sont en solution et présentent un comportement physicochimique fascinant, " dit Berry. " Si nous modifions la fonctionnalité de surface ou la concentration, nous pouvons contrôler leurs propriétés.

Ils ont découvert que plutôt que de se répartir uniformément sur le graphène, l'or formait des îlots à la surface des feuilles. Ils ont nommé ces îles nanostars d'or en forme de flocon de neige, ou SFGN.

"Nous avons donc commencé à explorer comment ces nanoétoiles d'or sont formées, " a déclaré Berry. "Nous avons découvert que les nanoétoiles sans fonctionnalité de surface sont plutôt difficiles à produire par d'autres processus chimiques. Nous pouvons contrôler la taille de ces nanoétoiles et caractériser le mécanisme de nucléation et de croissance de ces nanostructures. C'est similaire au mécanisme qui forme de vrais flocons de neige."

Berry a déclaré que la présence de graphène est essentielle pour la formation des nanostars d'or. "Si le graphène est absent, l'or s'agglutinerait et se déposerait en gros morceaux, " dit-il. "Mais le graphène aide à stabiliser l'or. Cela rend les nanoétoiles plus utiles pour les applications électroniques."

En juillet, Jasuja et Berry ont publié leurs travaux dans la revue ACS Nano .

La découverte de ces « flocons de neige » en or sur du graphène est prometteuse pour les appareils biologiques ainsi que pour
électronique. Berry attache de l'ADN à ces îles d'or pour fabriquer des capteurs d'ADN. Il est rejoint par Nihar Mohanty, un doctorant en génie chimique, et chercheur de premier cycle Ashvin Nagaraja, un sénior en génie électrique. Nagaraja est diplômée du lycée de Manhattan en 2004.

Berry a déclaré que les capteurs d'ADN à base de graphène-or auront une sensibilité améliorée. La réduction chimique de l'oxyde de graphène pour obtenir du graphène nécessite des produits chimiques agressifs qui détruisent l'ADN.

"Maintenant, nous pouvons utiliser les produits chimiques agressifs sur l'oxyde de graphène incrusté d'or pour obtenir du graphène avec des îlots d'or. Ensuite, nous pouvons utiliser ces îlots d'or pour fonctionnaliser l'ADN."

Berry utilise également du graphène en conjonction avec des micro-ondes. Lui et Jasuja "cuisent" les feuilles de graphène comme un autre moyen de produire des particules à la surface du matériau.

Certaines des autres recherches de Berry sur le graphène consistent à utiliser les feuilles de graphène modifiées pour compartimenter une solution coagulante, le stabilisant ainsi. Son groupe a récemment utilisé des hydrures pour réduire l'oxyde de graphène afin de produire de l'oxyde de graphène réduit en quelques secondes. Le graphène ainsi produit peut rester stable dans la solution pendant plusieurs jours. D'autres résultats paraîtront prochainement dans la revue Small

Découvert il y a seulement cinq ans, le graphène a retenu l'attention d'un grand nombre de chercheurs qui étudient son exceptionnelle puissance électrique, propriétés mécaniques et optiques, dit Berry. Son groupe de recherche est parmi les rares à étudier les propriétés interfaciales et les applications biologiques du matériau.

"Nous entrons dans une nouvelle ère, " Dit Berry. " A partir des solutions moléculaires ou polymères à zéro ou à une dimension, nous nous aventurons maintenant dans les solutions de graphène bidimensionnel, qui ont de nouvelles propriétés fascinantes."

Fourni par Kansas State University (actualité :web)