Una hoja de carbono de un solo átomo de espesor, como los que se ven en las marcas de lápiz, ofrece un gran potencial para nuevos tipos de dispositivos a nanoescala, si se puede encontrar una buena manera de moldear el material en las formas deseadas.

Los químicos de la Universidad de Illinois en Chicago dicen que es posible, informando que el grafeno puede volverse bastante flexible usando solo una nanogota de agua para hacer el trabajo.

"Hasta ahora, no se pensó que pudiéramos plegar de forma controlable estas estructuras, "dijo Petr Král, profesor asistente de química en la UIC. "Pero ahora sabemos cómo dar forma al grafeno mediante el uso de fuerzas débiles entre nanogotas colocadas cuidadosamente en láminas de grafeno".

Král y dos de sus estudiantes graduados describieron el proceso en un artículo reciente en Nano letras, que se destaca en Naturaleza Sección de "noticias y opiniones" 17 de diciembre.

Los ingenieros ya cortan el grafeno en cintas estrechas y otras formas, expandiendo el conjunto de sistemas carbonosos como los fullerenos, nanotubos de carbono y nano-diamantes. Usando simulaciones por computadora, Král demostró que las interacciones moleculares débiles llamadas fuerzas de van der Waals entre las nanogotas de agua y el grafeno pueden darle forma en una amplia variedad de formas, sin que el agua y el grafeno se unan químicamente.

"Según el tamaño de la gota de agua y la forma y el tamaño de las escamas de grafeno utilizadas, podemos doblarlo en diferentes formas para diversas aplicaciones, ", dijo Král." Es similar a la forma en que las proteínas se pliegan en las células biológicas con la ayuda de las proteínas chaperonas ".

Král y sus estudiantes descubrieron que podían usar gotas de agua para rodar, curva, deslizar y dar forma al grafeno en diferentes estructuras complejas, como cápsulas, bocadillos, nudos y anillos:todos los posibles componentes básicos de nanodispositivos con mecánica única, propiedades eléctricas u ópticas. Mediante el uso de técnicas especiales como microscopía de fuerza atómica y agujas microscópicas cuidadosamente guiadas, Las gotas de agua y otros materiales se pueden colocar con cuidado sobre el grafeno para darle la forma deseada. él dice.

El laboratorio de Král está estudiando usos potenciales del grafeno a nanoescala, como formas de recubrirlo con moléculas de fosfolípidos que le permitirían convertirse en parte de las membranas celulares biológicas donde podría realizar funciones específicas. Su laboratorio también está diseñando poros a nanoescala de láminas de grafeno que permiten la construcción de membranas de separación molecular e iónica novedosas para su uso en desalinización y otras aplicaciones.

Si bien los materiales con los que trabaja son inorgánicos, Král ve una tendencia creciente al desarrollo de sistemas híbridos multifuncionales que combinan nanoestructuras inorgánicas con sistemas celulares biológicos.

"Estamos tratando de detectar señales del mundo biológico o pasar señales al mundo biológico, ", dijo." En el futuro, quizás las proteínas evolucionen para interactuar con los sistemas inorgánicos. Es una forma de evolución para formar una nueva interfaz, o sistema híbrido, trabajando juntos en funciones novedosas ".