Un simple, Un método de pulverización económico que deposita una película de grafeno puede curar los defectos de fabricación y producir una capa de grafeno de alta calidad en una variedad de sustratos. informan investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago y la Universidad de Corea.

Su estudio está disponible en línea en la revista. Materiales funcionales avanzados .

Grafeno un material maravilloso bidimensional compuesto por una sola capa de átomos de carbono, es fuerte, transparente, y un excelente conductor de electricidad. Tiene potencial en una amplia gama de aplicaciones, como reforzar y otorgar propiedades eléctricas a los plásticos; creando circuitos integrados más densos y rápidos; y construir mejores pantallas táctiles.

Aunque los usos potenciales del grafeno parecen ilimitados, no ha habido una manera fácil de escalar de aplicaciones microscópicas a aplicaciones de gran escala sin introducir defectos, dice Alexander Yarin, Profesor UIC de ingeniería mecánica e industrial y co-investigador principal del estudio.

"Normalmente, el grafeno se produce en pequeñas escamas, e incluso estos pequeños copos tienen defectos, "Dijo Yarin. Peor, cuando intenta depositarlos en un área a gran escala, los defectos aumentan, y las propiedades útiles del grafeno, su "magia", se pierden, él dijo.

Yarin primero se dedicó a resolver cómo depositar escamas de grafeno para formar una capa consistente sin grumos ni espacios. Fue a Sam S. Yoon, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Corea y co-investigador principal del estudio.

Yoon había estado trabajando con un sistema de deposición de pulverización cinética único que explota la aceleración supersónica de las gotas a través de una boquilla Laval. Aunque Yoon estaba trabajando con diferentes materiales, Yarin creía que su método podría usarse para depositar escamas de grafeno en una capa suave.

Su sistema de pulverización supersónico produce gotas muy pequeñas de suspensión de grafeno, que se dispersan uniformemente, evaporarse rápidamente, y reducir la tendencia de las escamas de grafeno a agregarse.

Pero para sorpresa de los investigadores, los defectos inherentes a las propias escamas desaparecieron, como subproducto del método de pulverización. El resultado fue una capa de grafeno de mayor calidad, como se encuentra en el análisis de otro colaborador, Suman Sinha-Ray, investigador senior en United States Gypsum y profesor adjunto de ingeniería mecánica e industrial de la UIC.

Los investigadores demostraron que la energía del impacto estira el grafeno y reestructura la disposición de sus átomos de carbono en los perfectos hexágonos de grafeno impecable.

"Imagina algo como Silly Putty golpeando una pared:se estira y se extiende sin problemas, ", dijo Yarin." Eso es lo que creemos que sucede con estos copos de grafeno. Golpean con enorme energía cinética, y estirar en todas direcciones.

"Estamos aprovechando la plasticidad del grafeno, en realidad se está reestructurando".

Otros intentos de producir grafeno sin defectos o eliminar defectos después de la fabricación han resultado difíciles y prohibitivamente costosos. Dijo Yarin.

El nuevo método de deposición, que permite que el grafeno "cure" sus defectos durante la aplicación, es simple, barato, y se puede realizar sobre cualquier sustrato sin necesidad de postratamiento, él dijo.

Yarin y sus colegas coreanos esperan continuar su colaboración exitosa y fomentar el desarrollo de aplicaciones de grafeno a escala industrial.