En el estudio, publicado en la revista Revisión física B , los investigadores demostraron que el grafeno bicapa, que consta de dos capas de grafeno, fue notablemente más suave que el grafeno bidimensional (2-D) y el grafito tridimensional (3-D) a lo largo de la dirección de apilamiento.

Este sorprendente resultado difiere de la investigación anterior que mostró que el grafeno 2-D, una sola capa plana de átomos de carbono dispuestos en una estructura de panal tenía muchas de las mismas propiedades mecánicas que el grafito tridimensional, que es una forma natural de carbono compuesta de una pila muy débil de muchas capas de grafeno.

Medir la rigidez

El grafeno es un material 2-D, pero tiene propiedades 3-D como su rigidez en la dirección 'fuera del plano', perpendicular al plano de las láminas de grafeno.

El comportamiento de los electrones π dentro del grafeno multicapa determina su rigidez fuera del plano. En este estudio, los investigadores encontraron que cuando el grafeno bicapa se comprime fuera del plano, algunos electrones π son 'comprimidos' a través de los planos de grafeno, que son impenetrables a moléculas pequeñas como el agua. Esta respuesta hace que el material sea más suave y mucho más fácil de comprimir.

Dr. Yiwei Sun, autor principal del estudio de la Universidad Queen Mary de Londres, dijo:"Nuestro estudio anterior mostró que el grafeno 2-D y el grafito 3-D tienen muchas de las mismas propiedades mecánicas, así que nos sorprendió ver que el grafeno bicapa es mucho más suave que estos dos materiales. Creemos que la suavidad del grafeno bicapa es el resultado de la 'compresión' de los orbitales electrónicos pi a través de las capas de grafeno. Por ejemplo, si el pan de una hamburguesa se reemplaza por un bagel, es incluso más fácil de comprimir porque el contenido se puede exprimir por el agujero del bagel ".

Descubriendo el potencial

A menudo aclamado como un 'material maravilloso', El grafeno tiene la conductividad térmica y eléctrica más alta conocida y es más fuerte que el acero. además de ligero, flexible y transparente.

Fue descubierto en 2004 despegando escamas de grafeno del grafito a granel (usado en minas de lápiz y lubricantes) usando cinta adhesiva.

Apilar los copos de grafeno uno encima del otro ofrece más posibilidades, ya que las extraordinarias propiedades del material están determinadas por las interacciones entre sus capas apiladas. Sus características únicas también se pueden ajustar para diversas aplicaciones apilando otros materiales 2-D, como el nitruro de boro y el bisulfuro de molibdeno, al grafeno.

Este estudio proporciona información sobre las complejas interacciones entre las bicapas de grafeno y permite la cuantificación de sus propiedades. lo cual es fundamental para explorar futuras aplicaciones del material en dispositivos como transistores verticales y sensores de presión.