Los investigadores del Graphene Flagship han encontrado una nueva aplicación potencial para el grafeno:píxeles mecánicos. Al aplicar una diferencia de presión a través de las membranas de grafeno, el color percibido del grafeno se puede cambiar continuamente de rojo a azul. Este efecto podría aprovecharse para su uso como píxeles de colores en lectores electrónicos y otras pantallas de baja potencia. La investigación fue un esfuerzo colaborativo de investigadores de TU Delft, Países Bajos, y Graphenea, España, y el estudio ha sido publicado recientemente en la revista Nano letras .

En dispositivos con globos de grafeno, una doble capa de grafeno de dos átomos de espesor se deposita sobre unas muescas circulares cortadas en silicio. Las membranas de grafeno encierran aire dentro de las cavidades, y la posición de las membranas se puede cambiar aplicando una diferencia de presión entre el interior y el exterior. Cuando las membranas están más cerca del silicio, aparecen de color azul; cuando las membranas se apartan, aparecen rojas.

El efecto de cambio de color surge de la interferencia entre las ondas de luz reflejadas desde la parte inferior de la cavidad y la membrana en la parte superior. Estas ondas reflejadas interfieren de manera constructiva o destructiva según la posición de la membrana, ya sea sumando o cancelando diferentes partes del espectro de luz blanca. Esta interferencia mejora o reduce ciertos colores en la luz reflejada.

Dr. Samer Houri, investigador de TU Delft, dirigió el trabajo saliente. "Al principio, no prestamos atención a los colores de las membranas porque el grafeno es "incoloro" cuando está aislado. Sin embargo, observamos los anillos de Newton y notamos que su color cambiaba con el tiempo, ", dijo. Cuando las membranas están extremadamente deformadas, su color ya no es homogéneo, pero en su lugar aparecen anillos circulares. Estos anillos se llaman anillos de Newton en honor a Sir Isaac Newton, quien los estudió en 1717.

Santiago Cartamil-Bueno es Ph.D. estudiante en TU Delft, quien llevó a cabo el trabajo experimental y fue el primero en observar el cambio de color. "Esto no solo proporciona la técnica de colorimetría para caracterizar el grafeno en suspensión, que es útil para las empresas que desarrollan sensores mecánicos de grafeno, pero también proporciona un medio para implementar tecnología de visualización basada en modulación de interferometría, "dice Cartamil-Bueno. Modulación de interferometría, o IMOD, se emplea en pantallas que tienen requisitos de bajo consumo de energía, como relojes inteligentes y libros electrónicos, y está aumentando en importancia para los dispositivos de Internet de las cosas. En la actualidad, tales pantallas están compuestas por píxeles mecánicos hechos de materiales de silicio. "Al usar grafeno, con sus extraordinarias propiedades mecánicas, "Cartamil-Bueno dice, "un GIMOD (Graphene IMOD) podría mejorar drásticamente el rendimiento del dispositivo:consumo de energía, tiempo de respuesta de píxeles, tasas de fallo, etc., al tiempo que permiten la integración eléctrica e incluso dispositivos flexibles ". Los investigadores ahora están trabajando para controlar el color de las membranas con electricidad, y espero tener un prototipo de pantalla para la Mobile World Conference 2017 en Barcelona.