Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) dirigido por el profesor Loh Kian Ping, Jefe del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de la NUS, ha alterado con éxito las propiedades del agua, haciéndolo lo suficientemente corrosivo como para grabar diamantes. Esto se logró uniendo una capa de grafeno sobre el diamante y calentándolo a altas temperaturas. Las moléculas de agua atrapadas entre ellos se vuelven altamente corrosivas, a diferencia del agua normal.

Este nuevo descubrimiento, informó por primera vez, tiene una amplia gama de aplicaciones industriales, desde la degradación ecológica de desechos orgánicos hasta el grabado asistido por láser de películas semiconductoras o dieléctricas.

Los hallazgos se publicaron en línea en Comunicaciones de la naturaleza el 5 de marzo de 2013 con la Sra. Candy Lim Yi Xuan, un doctorado candidato en la Escuela de Graduados de Ciencias Integrativas e Ingeniería de la NUS como primer autor.

Cuando el diamante se encuentra con el grafeno

Si bien se sabe que el diamante es un material con cualidades físicas superlativas, poco se sabe sobre cómo interactúa con el grafeno, una sustancia de un átomo de espesor compuesta de carbono puro.

Un equipo de científicos de NUS, Bruker Singapore y Hasselt University Wetenschapspark en Bélgica, trató de explorar qué sucede cuando una capa de grafeno, comportándose como una membrana blanda, se adjunta en el diamante, que también está compuesto de carbono. Para fomentar la unión entre las dos formas de carbono bastante diferentes, los investigadores los calentaron a altas temperaturas.

A temperaturas elevadas, el equipo notó una reestructuración de la interfaz y la unión química entre el grafeno y el diamante. Como el grafeno es un material impermeable, el agua atrapada entre el diamante y el grafeno no puede escapar. A una temperatura superior a 400 grados Celsius, el agua atrapada se transforma en una fase supercrítica distinta, con comportamientos diferentes en comparación con el agua normal.

Dijo el profesor Loh, quien también es investigador principal del Graphene Research Center en NUS, "Demostramos por primera vez que el grafeno puede atrapar agua en el diamante, y el sistema se comporta como una "olla a presión" cuando se calienta. Aún más sorprendente, Descubrimos que ese agua sobrecalentada puede corroer el diamante. Esto nunca se ha informado ".

Aplicaciones industriales y nuevos conocimientos

Debido a su naturaleza transparente, la plataforma de grafeno burbuja sobre diamante proporciona una forma novedosa de estudiar el comportamiento de los líquidos a altas presiones y condiciones de alta temperatura, que es tradicionalmente difícil.

"Las aplicaciones de nuestro experimento son inmensas. En la industria, El agua supercrítica se puede utilizar para la degradación de residuos orgánicos de forma respetuosa con el medio ambiente. Nuestro trabajo también es aplicable al grabado asistido por láser de películas semiconductoras o dieléctricas, donde la membrana de grafeno se puede utilizar para atrapar líquidos, "Elaboró ​​el profesor Loh.

Para avanzar en su investigación, El profesor Loh y su equipo estudiarán los comportamientos supercríticos de otros fluidos a altas temperaturas, y esforzarse por obtener una gama más amplia de aplicaciones industriales.