CIENCIA
Logran fabricar grafeno, el material del futuro, de forma fácil y barata
Los científicos dicen que podría ser desarrollado en laboratorios de cualquier parte del mundo
Día 22/06/2012 - 10.35h
IPC PAS, GRZEGORZ KRZYZEWSKI
Una investigadora presenta una estructura de grafeno
El grafeno es considerado por muchos como el material del futuro. Compuesto por nanoestructuras de carbono, podría sustituir al silicio en la fabricación de semiconductores y revolucionar la informática y la electrónica dando un paso de gigante en esos campos. El problema es que sigue siendo una sustancia costosa y difícil de fabricar. Los científicos buscan de forma infatigable la manera de obtener grafeno en grandes cantidades de forma barata y eficaz, y un grupo de investigadores europeos ha dado un nuevo paso al respecto. Han desarrollado un método de bajo coste para la fabricación de láminas de grafeno de varias capas. Lo ventajoso del nuevo método es que es simple, no requiere ningún equipo especial y puede ser implementado en cualquier laboratorio de cualquier parte del mundo.
El método, desarrollado por científicos del Instituto de Química Física de la Academia Polaca de Ciencias (IPC PAS) en Varsovia y del Instituto de Investigación Interdisciplinaria (IRI), en Lille (Francia) puede ser otro paso prometedor para la fabricación de grafeno a gran escala.
Láminas de grafeno
El grafeno fue descubierto en 2004, al quitar las capas de grafito de carbono utilizando una cinta adhesiva normal. «En lo que se había desprendido los investigadores fueron capaces de encontrar láminas de un átomo de espesor. Y eso era grafeno. Si estamos pensando en sus aplicaciones industriales, tenemos que encontrar mejores métodos para la producción de este material a gran escala, sin necesidad de utilizar un equipo caro y especializado», dice Izabela Kamińska, uno de los investigadores del estudio.
Teniendo en cuenta la estructura, el grafeno forma una red hexagonal que se asemeja a un panal, con la diferencia de que la hoja de grafeno tiene el menor espesor posible: un único átomo.
Las propiedades inusuales del grafeno están estrechamente relacionadas con esta estructura única. El grafeno es casi totalmente transparente, más de cien veces más fuerte que el acero y muy flexible. Al mismo tiempo muestra una excelente conductividad térmica y eléctrica, lo que lo convierte en buen material para aplicaciones en electrónica, por ejemplo, para la fabricación de pantallas delgadas, flexibles y fuertes o circuitos de procesamiento rápido. También es adecuado como material para diversos sensores.
Un limpiador ultrasónico
Los métodos existentes para la fabricación de grafeno requieren un equipo costoso, especializado y con complejos procedimientos de fabricación. En el nuevo método propuesto, la máquina más compleja para producir láminas de grafeno es un limpiador ultrasónico, un equipo común en muchos laboratorios.
Según explican los científicos, a nivel molecular, el grafito se asemeja a un sándwich compuesto de muchos estratos de grafeno. Estos estratos son difícilmente separables. Para debilitar las interacciones entre ellos, oxidaron el grafito. El polvo obtenido de este modo - óxido de grafito - se suspendió en agua posteriormente y se colocó en un limpiador ultrasónico. Los ultrasonidos separaron las láminas oxidadas de grafeno unas de otras y se obtuvieron escamas de óxido de grafeno con un espesor de aproximadamente 300 nanómetros.
Los investigadores tuvieron que superar algunas dificultades, como la presencia de oxígeno en los compuestos, que cambiaba las propiedades físico-químicas del material de conductor a aislante.
Una publicación que describe el nuevo método apareció a principios de este año en la prestigiosa revista Chemical Communications. En la actualidad, los investigadores continúan su trabajo intentando disminuir el espesor del grafeno.
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