Parabrisas que arrojan agua con tanta eficacia que no necesitan limpiaparabrisas. Los cascos de los barcos son tan resbaladizos que se deslizan por el agua de manera más eficiente que los cascos normales.

Estas son algunas de las posibles aplicaciones del grafeno, uno de los materiales más novedosos en el campo de la nanotecnología, planteada por la investigación de James Dickerson, profesor asistente de física en Vanderbilt.

Dickerson y sus colegas han descubierto cómo crear una película independiente de óxido de grafeno y alterar la rugosidad de su superficie para que haga que el agua se forme y se escurra o haga que se extienda en una capa delgada.

"Las películas de grafeno son transparentes y, porque están hechos de carbono, son muy baratos de hacer, "Dijo Dickerson." La técnica que usamos puede ampliarse rápidamente para producirla en cantidades comerciales ".

Su enfoque está documentado en un artículo publicado en línea por la revista ACS Nano el 26 de noviembre.

El grafeno está formado por láminas de átomos de carbono dispuestas en anillos, algo así como una malla de gallinero molecular. Este no solo es uno de los materiales más delgados posibles, pero es 10 veces más resistente que el acero y conduce mejor la electricidad a temperatura ambiente que cualquier otro material conocido. Las propiedades exóticas del grafeno han atraído un interés científico generalizado, pero Dickerson es uno de los primeros en investigar cómo interactúa con el agua.

Muchos científicos que estudian el grafeno lo hacen utilizando un método seco, llamado "hendidura mecánica, "que implica frotar o raspar grafito contra una superficie dura. La técnica produce láminas que son extremadamente delgadas y extremadamente frágiles. El método de Dickerson puede producir láminas igualmente delgadas pero considerablemente más resistentes que las fabricadas con otras técnicas. Ya se utiliza comercialmente para producir una variedad de diferentes revestimientos y cerámicas. Conocido como deposición electroforética, esta técnica "húmeda" combina un campo eléctrico dentro de un medio líquido para crear películas de nanopartículas que se pueden transferir a otra superficie.

Dickerson y sus colegas descubrieron que podían cambiar la forma en que las partículas de óxido de grafeno se ensamblan en una película variando el pH del medio líquido y el voltaje eléctrico utilizado en el proceso. Un par de configuraciones colocan las partículas en una disposición de "alfombra" que crea una superficie casi atómicamente lisa. Un par de configuraciones diferente hace que las partículas se agrupen en pequeños "ladrillos" formando una superficie irregular y desigual. Los investigadores determinaron que la superficie de la alfombra hace que el agua se esparza en una capa delgada, mientras que la superficie del ladrillo hace que el agua gotee y se escurra.

Dickerson está siguiendo un enfoque que podría crear una película que mejore estas propiedades asociadas al agua, haciéndolos aún más efectivos ya sea para esparcir el agua o hacer que gotee y se escurra. Existe un considerable interés académico y comercial en el desarrollo de recubrimientos con estas propiedades mejoradas, llamado superhidrofóbico y superhidrofílico. Las posibles aplicaciones van desde ropa y gafas autolimpiantes hasta superficies antiempañantes, protección contra la corrosión y protección contra la carga de nieve en edificios. Sin embargo, eficaz, Los recubrimientos duraderos y de bajo costo aún no han salido del laboratorio.

La idea de Dickerson es aplicar su procedimiento básico al "fluorographene", una versión fluorada del grafeno que es una versión bidimensional del teflón, producida recientemente por Kostya S. Novoselov y Andre K. Geim en la Universidad de Manchester. quien recibió el Premio Nobel de 2010 por el descubrimiento del grafeno. El fluorografeno normal bajo tensión debería ser considerablemente más eficaz para repeler el agua que el óxido de grafeno. Por lo tanto, es muy probable que una versión de "ladrillo" y una versión de "alfombra" tengan efectos extremos asociados al agua, Figuras de Dickerson.