En un desarrollo que podría conducir a nuevos compuestos de carbono y pantallas táctiles, Investigadores de la Universidad de Rice y el Instituto de Tecnología Technion-Israel revelaron hoy un nuevo método para producir grandes cantidades de láminas de carbono de un átomo de espesor llamadas grafeno.

La investigación está disponible en línea en la revista. Nanotecnología de la naturaleza .

Cuando se apilan juntos, las hojas de grafeno hacen grafito, que se ha utilizado comúnmente como mina de lápiz durante cientos de años. No fue hasta 2004 que las láminas independientes de grafeno se caracterizaron por primera vez con instrumentos nanotecnológicos modernos. Desde entonces, el grafeno ha sido objeto de un intenso escrutinio por parte de los científicos de materiales, en parte porque es ultrafuerte y altamente conductivo.

"Existen métodos de alto rendimiento para producir óxido de grafeno, que no es tan conductor como el grafeno, y existen métodos de bajo rendimiento para hacer grafeno puro, "dijo el coautor principal Matteo Pasquali, profesor de ingeniería química y biomolecular y química en Rice. "Nuestro método produce material muy puro, y se basa en técnicas de procesamiento de fluidos a granel que la industria química ha utilizado durante mucho tiempo ".

Pasquali dijo que el equipo de investigación descubrió que podía disolver el grafito en ácido clorosulfónico, un solvente industrial común. Los investigadores tuvieron que idear nuevos métodos para medir la agregación de las escamas de grafeno disuelto, pero al final, el equipo se sorprendió gratamente al descubrir que las capas individuales de grafeno en el grafito se despegaban espontáneamente. El equipo pudo disolver hasta dos gramos de grafeno por litro de ácido para producir soluciones al menos 10 veces más concentradas que los métodos existentes.

Los investigadores aprovecharon las novedosas técnicas criogénicas para microscopía electrónica que les permitieron obtener imágenes directamente de las láminas de grafeno en el ácido clorosulfónico.

"Aplicamos nuevos métodos que habíamos desarrollado para obtener imágenes directas de nanotubos de carbono en ácido, "dijo el coautor Yeshayahu" Ishi "Talmon, profesor de ingeniería química en el Instituto de Tecnología Technion-Israel. "Esta no fue una hazaña pequeña considerando la naturaleza del ácido y la dificultad de la preparación de la muestra y la obtención de imágenes".

Usando las soluciones concentradas de grafeno disuelto, los científicos hicieron películas transparentes que eran conductoras de electricidad. Tales películas podrían ser útiles para hacer pantallas táctiles que sean menos costosas que las que se usan en los teléfonos inteligentes actuales. Además, los investigadores también produjeron cristales líquidos.

"Si puedes hacer cristales líquidos, puedes hilar fibras, "dijo el coautor del estudio, James Tour, T.T. y W.F. de Rice Catedrático Chao de Química. "En cristales líquidos, las hojas individuales se alinean en dominios, y tener cierta medida de alineación le permite hacer fluir el material a través de aberturas estrechas para crear fibras ".

Si el método resulta útil para fabricar fibras de grafeno a granel, podría reducir el costo de los compuestos de carbono ultrafuertes utilizados en la industria aeroespacial, industrias automotriz y de la construcción.