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Dec 09 2014

Energia de formação de óxidos de grafeno

go

Em colaboração com os Drs. Hengji Zhang e Kyeongjae Cho, ambos do Materials Science and Engineering Department of UTDallas, foi publicado o artigo intitulado "Formation energy of graphene oxide structures: a molecular dynamics study on distortion and thermal effects" na revista Carbon (parâmetro de impacto JCR2014: 6.196) e consiste de estudos por dinâmica molecular clássica da energia de formação de nanoestruturas de óxido de grafeno (GO da sigla em inglês, graphene oxide) com diferentes concentrações de oxigênio e diferentes razões entre número de epóxidos e hidroxilas. Os principais resultados são: GOs com predominância de epóxidos apresentam maior energia de ligação, por oxigênio, mas deforma com mais intensidade a estrutura de átomos de carbono com relação à rede hexagonal do grafeno. A energia livre de formação apresenta tendência similar à da energia de ligação, o que pode ser notado através do cálculo da diferença entre energia livre e de ligação, por oxigênio, em função da concentração de átomos de oxigênio, mostrado na figura abaixo.

Assim, podemos entender com base nesses resultados, a observação experimental de que GOs com predominância de epóxidos são mais estáveis e, consequentemente, mais difíceis de se reduzir (ou remover o oxigênio), enquanto que hidroxilas facilmente se desprendem com o aumento da temperatura. Embora nossos cálculos de energia livre dos GOs indiquem que eles sejam menos estáveis termodinamicamente do que os cálculos obtidos por simulações de primeiros princípios, nossos cálculos conseguem capturar com maior precisão as distorções da rede hexagonal de átomos de carbono, que também contribui para a estabilidade das estruturas, ajudando, assim, a entender alguns resultados experimentais não explicados pelas previsões teóricas anteriores.

Detalhes da análise podem ser lidos no artigo que pode ser acessado através do link: http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2014.12.026

ou fornecido por mim a pedido: afonseca "at" ifi.unicamp.br