Un environnement respectueux, méthode efficace et peu coûteuse pour l'hydrogénation du graphène avec la lumière visible a été développée par des chercheurs de l'Université d'Uppsala et d'AstraZeneca Göteborg, Suède. L'étude de recherche est présentée dans un article de Communication Nature .

L'étude montre que le graphène, un matériau carboné bidimensionnel et atomique, réagit avec l'acide formique dans une solution aqueuse lors d'une irradiation avec la lumière visible. Dans la réaction, l'acide formique agit comme de l'hydrogène masqué et un matériau est produit où de l'hydrogène a été largement ajouté au graphène. On dit que le graphène a été hydrogéné. L'étude a été réalisée par Assoc. Le groupe de recherche du Prof. Henrik Ottosson au Département de Chimie – Laboratoire Ångström, avec des collègues en chimie, Physique et Ingénierie à l'Université d'Uppsala et à AstraZeneca Göteborg.

"La réaction est pratique et bon marché, et le graphène hydrogéné peut être appliqué dans des domaines tels que le stockage d'hydrogène. En outre, lors de la fonctionnalisation du graphène, on peut ouvrir une bande interdite et ce fait est très pertinent pour les applications électroniques, " dit Henrik Ottosson.

Encore, La recherche sur le graphène est un projet parallèle du groupe d'Henrik Ottosson. Le groupe étudie normalement les comportements de divers hydrocarbures aromatiques lors de l'irradiation, et ils appliquent une règle, la règle dite de Baird, qui peut être dérivé par la mécanique quantique appliquée chimiquement.

Les composés chimiques aromatiques ont une stabilité intrinsèquement élevée et souvent ils ne sont pas faciles à dégrader. Le benzène est le composé aromatique le plus connu et plus de la moitié de tous les composés chimiques connus contiennent des groupes aromatiques.

La grande stabilité des composés aromatiques s'explique par la règle "4n+2" de Hückel, mais cette règle n'est valable que pour les composés dans leurs états fondamentaux électroniques. Lors de l'exposition à la lumière d'une certaine longueur d'onde, les composés aromatiques atteignent des états excités électroniquement. Selon Baird, les composés aromatiques à l'état fondamental deviennent antiaromatiques et réactifs à l'état excité. La règle, négligé pendant des décennies, peut maintenant être utilisé pour décrire divers comportements des composés aromatiques lorsqu'ils sont irradiés.

En utilisant la règle de Baird, Le groupe d'Henrik Ottosson développe de nouvelles réactions initiées par la lumière. D'abord, ils ont étudié l'addition d'hydrosilanes aux benzènes, le naphtalène et les hydrocarbures aromatiques polycycliques progressivement plus gros (les hydrosilanes sont des composés qui peuvent être considérés comme des analogues lourds de l'hydrogène). Bien qu'il ne soit pas possible d'expliquer si, et comment, La règle de Baird peut être appliquée au graphène (un hydrocarbure aromatique polycyclique essentiellement infiniment grand), le groupe a exploré la chimie du graphène et a trouvé une réaction d'addition très efficace lors de l'utilisation de l'acide formique.

Chez AstraZeneca, on voit des possibilités intéressantes pour l'avenir :

« Il est devenu plus courant d'appliquer des réactions déclenchées par la lumière lors du développement de nouvelles molécules dans nos programmes de recherche sur les médicaments. Nous nous mettons au défi de développer en permanence des méthodes chimiques plus efficaces et plus respectueuses de l'environnement. mis en évidence par les résultats ici, augmentera nos possibilités d'accéder à la chimie que personne n'aurait cru possible il y a quelques années. En outre, Les matériaux à base de graphène ont des propriétés inhérentes exceptionnelles. Il existe une multitude d'applications possibles qui pourraient déboucher sur la prochaine révolution biomédicale, " dit Joakim Bergman, Unité Médicaments innovants et biotechnologie de développement précoce AstraZeneca Göteborg.