Investigadores de la Universidad de Bristol han medido e identificado por primera vez el módulo de cizallamiento de tensión y deformación y la fricción interna de las láminas de grafeno. El grafeno es un material que tiene muchos usos potenciales innovadores en la industria de la electrónica y los compuestos.

La investigación, en colaboración con la Oficina de Investigación Naval de EE. UU., se publica en Nano letras .

El grafeno está formado por una única capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Es un material prometedor para la producción de pantallas o células solares de próxima generación porque es flexible, transparente y conductora.

Para que el grafeno se utilice como resonadores o nanosensores nanoelectromecánicos, es fundamental conocer su comportamiento estructural y sus limitaciones como material mecánico.

Fabrizio Scarpa, Profesor de Materiales y Estructuras Inteligentes en el Centro de Materiales Compuestos Avanzados para la Innovación y la Ciencia (ACCIS) de la Universidad de Bristol, dijo:"Para mejorar el diseño de los nanosensores de grafeno, es importante comprender el comportamiento mecánico y la amortiguación intrínseca natural y la fricción interna del grafeno. Nuestros hallazgos indican que el grafeno producido mediante deposición de vapor químico podría ser una alternativa vital para las aplicaciones de sensores nanomecánicos".

Los investigadores, utilizando una técnica llamada deposición química de vapor (CVD), Se cultivaron películas de grafeno sobre láminas de cobre en un horno de tubo de cuarzo a 1030 oC utilizando una mezcla de metano e hidrógeno.

La investigación estableció algunas de las propiedades elásticas de las películas de grafeno de una sola capa sobre cobre. Los resultados revelaron una notable diferencia entre las películas de grafeno de una o varias capas tanto en el módulo de corte como en la fricción interna. Esta diferencia puede deberse a la transición de la fuerza de restauración del cizallamiento desde la unión química dentro de una capa a las interacciones entre capas.

El módulo de cizallamiento promedio de las películas estudiadas se comparó bien con la mayoría de los cálculos teóricos basados ​​en estructuras de grafeno prístinas de una sola capa. El alto módulo de cizallamiento y la baja fricción interna apuntan a una estructura de baja densidad de defectos que se aproxima a la del grafeno prístino.

Los hallazgos sugieren que el uso de material CVD en aplicaciones de sensores nanomecánicos podría ser una alternativa vital.