Estudo brasileiro usa hidrogênio para controlar a condutividade do grafeno

Um estudo internacional publicado na Nature Communications revelou, pela primeira vez, o mecanismo físico-químico que permite controlar de forma precisa e reversível as propriedades elétricas do grafeno, um dos materiais mais promissores da ciência e da nanotecnologia. A pesquisa contou com a participação de pesquisadores da Universidade Federal do Ceará (UFC), integrados a uma colaboração científica de alcance global.

O trabalho demonstrou que, por meio da hidrogenação eletroquímica, é possível transformar o grafeno de condutor em isolante elétrico. Nesse processo, prótons de hidrogênio se ligam à superfície do material sob a ação de um campo elétrico, alterando sua estrutura eletrônica sem comprometer sua estabilidade ou desempenho.

Os pesquisadores comprovaram que essa técnica é extremamente eficiente e até um milhão de vezes mais rápida do que métodos convencionais, como aqueles baseados em plasma ou feixes de hidrogênio. Mesmo com a competição natural pela formação de hidrogênio gasoso, a adsorção de hidrogênio no grafeno ocorre de forma controlada e altamente eficaz.

Durante os experimentos, o grafeno demonstrou a capacidade de alternar rapidamente entre estados condutor e isolante, mantendo esse comportamento por milhões de ciclos sem degradação significativa. Essa característica posiciona o material como um verdadeiro “interruptor atômico”, com grande potencial para transistores avançados, dispositivos de memória, eletrônica baseada em íons, computação neuromórfica e aplicações em inteligência artificial.

A elucidação desse mecanismo representa um avanço relevante para a engenharia de materiais bidimensionais, abrindo caminho para o controle eletrônico do grafeno por meios químicos e elétricos. Além disso, a técnica poderá ser estendida a outros íons, como flúor e oxigênio, ampliando ainda mais as possibilidades de aplicação em tecnologias de próxima geração.