Ahora, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, han demostrado que estos desgarros siguen reglas específicas y que es más probable que el material se desgarre a lo largo de líneas que forman un ángulo de 30 grados con respecto a su red cristalina. Los hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, podrían ayudar a los ingenieros a diseñar materiales basados en grafeno que sean más resistentes al desgarro.
"Descubrimos que hay ciertas direcciones en el grafeno que tienen más probabilidades de romperse que otras", dijo el autor principal del estudio, Junhao Lin, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UC Berkeley. "Esto se debe a que los átomos de carbono del grafeno están dispuestos en una red hexagonal y los enlaces entre estos átomos son más fuertes en algunas direcciones que en otras".
Los investigadores utilizaron una combinación de simulaciones atomísticas y cálculos teóricos para determinar las direcciones más probables en las que se rompería el grafeno. Descubrieron que es más probable que el material se rompa a lo largo de líneas paralelas a los bordes de la red hexagonal, y que es más probable que los desgarros se produzcan en las esquinas de los hexágonos.
"Esto es importante porque significa que podemos diseñar materiales basados en grafeno que sean más resistentes al desgarro evitando estas direcciones", dijo el autor principal del estudio, Robert Ritchie, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en UC Berkeley. "Por ejemplo, podríamos usar láminas de grafeno orientadas de manera que los bordes de los hexágonos queden paralelos a la fuerza aplicada, o podríamos usar láminas de grafeno que hayan sido reforzadas con otros materiales para evitar que se rompan".
Los hallazgos también podrían tener implicaciones para el uso del grafeno en la electrónica. El grafeno es un material prometedor para su uso en dispositivos electrónicos de próxima generación, pero es importante garantizar que el material sea lo suficientemente fuerte como para soportar los rigores del uso. Al comprender los mecanismos de desgarro del grafeno, los ingenieros pueden diseñar dispositivos basados en grafeno que sean más duraderos y confiables.
Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Departamento de Energía.
