(PhysOrg.com) - En un esfuerzo por hacer que el grafeno sea más útil en aplicaciones electrónicas, Los ingenieros de la Universidad Estatal de Kansas hicieron un descubrimiento de oro:"copos de nieve" de oro en el grafeno.

Vikas Berry es un profesor asistente de ingeniería química de K-State que trabaja con grafeno, un material de carbono de solo un átomo de espesor y descubierto hace apenas cinco años. Para funcionalizar el grafeno con oro, controlando así sus propiedades electrónicas, Berry y Kabeer Jasuja, un estudiante de doctorado de K-State en ingeniería química, oro incrustado en grafeno.

Para hacer esto, los ingenieros colocaron las láminas de óxido de grafeno en una solución de iones de oro que tenía un catalizador de crecimiento. Aquí, las sábanas atómicamente gruesas nadan y se bañan en un charco de productos químicos.

"Los derivados del grafeno actúan como alfombras moleculares flotantes cuando están en solución y exhiben un comportamiento fisicoquímico fascinante, ", Dijo Berry." Si cambiamos la funcionalidad de la superficie o la concentración, podemos controlar sus propiedades ".

Descubrieron que, en lugar de distribuirse uniformemente sobre el grafeno, el oro formaba islas en la superficie de las láminas. Llamaron a estas islas nanoestrellas de oro en forma de copo de nieve, o SFGN.

"Así que empezamos a explorar cómo se forman estas nanoestrellas de oro, ", Dijo Berry." Descubrimos que las nanoestrellas sin funcionalidad de superficie son bastante difíciles de producir mediante otros procesos químicos. Podemos controlar el tamaño de estas nanoestrellas y hemos caracterizado el mecanismo de nucleación y crecimiento de estas nanoestructuras. Es similar al mecanismo que forma copos de nieve reales ".

Berry dijo que la presencia de grafeno es fundamental para la formación de las nanoestrellas de oro. "Si no hay grafeno, el oro se amontonaría y se asentaría como grandes trozos, ", dijo." Pero el grafeno ayuda a estabilizar el oro. Esto hace que las nanoestrellas sean más útiles para aplicaciones electrónicas ".

En julio, Jasuja y Berry publicaron su trabajo en la revista ACS Nano .

El descubrimiento de estos "copos de nieve" de oro en el grafeno es prometedor para los dispositivos biológicos, así como para
electrónica. Berry está uniendo ADN a estas islas de oro para fabricar sensores de ADN. A él se une Nihar Mohanty, un estudiante de doctorado en ingeniería química, e investigador de pregrado Ashvin Nagaraja, un senior en ingeniería eléctrica. Nagaraja se graduó en 2004 de Manhattan High School.

Berry dijo que los sensores de ADN basados ​​en grafeno y oro tendrán una sensibilidad mejorada. Reducir químicamente el óxido de grafeno para obtener grafeno requiere productos químicos agresivos que destruyen el ADN.

"Ahora podemos usar los productos químicos agresivos en el óxido de grafeno incrustado con oro para obtener grafeno con islas de oro. Luego, podemos usar estas islas de oro para funcionalizar el ADN".

Berry también usa grafeno junto con microondas. Él y Jasuja están "cocinando" las láminas de grafeno como otra forma de producir partículas en la superficie del material.

Algunas de las otras investigaciones sobre grafeno de Berry implican el uso de láminas de grafeno modificadas para compartimentar una solución coagulante, estabilizándolo así. Su grupo ha utilizado recientemente hidruros para reducir el óxido de grafeno para producir óxido de grafeno reducido en cuestión de unos segundos. El grafeno producido de esta manera puede permanecer estable en la solución durante varios días. En breve aparecerán más resultados en la revista Small

Descubierto hace solo cinco años, el grafeno ha captado la atención de un gran número de investigadores que están estudiando sus excepcionales propiedades eléctricas, propiedades mecánicas y ópticas, Berry dijo. Su grupo de investigación se encuentra entre los pocos que estudian las propiedades interfaciales y las aplicaciones biológicas del material.

"Estamos entrando en una nueva era, ", Dijo Berry." A partir de las soluciones moleculares o poliméricas de dimensión cero o unidimensionales, ahora nos estamos aventurando en las soluciones de grafeno bidimensional, que tienen nuevas propiedades fascinantes ".

Proporcionado por la Universidad Estatal de Kansas (noticias:web)