Los científicos se han inspirado en uno de los materiales naturales más antiguos para explotar las extraordinarias cualidades del grafeno. un material que revolucionará los campos desde las computadoras y las baterías hasta los materiales compuestos.

Publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , un estudio de la Universidad de Monash dirigido por el profesor Dan Li ha establecido, por primera vez, una forma eficaz de formar grafeno, que normalmente existe en capas muy delgadas, en formas tridimensionales útiles reflejando la estructura del corcho.

El grafeno se forma cuando el grafito se descompone en capas de un átomo de espesor. Ene sta forma, es muy fuerte químicamente estable y un excelente conductor de electricidad. Tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales, de baterías que se pueden recargar en cuestión de segundos, a andamios de tejido biológico para su uso en trasplantes de órganos e incluso regeneración.

Profesor Li, del Departamento de Ingeniería de Materiales, dijo que la investigación anterior se había centrado principalmente en las propiedades intrínsecas y las aplicaciones de las hojas individuales, mientras que su equipo abordó el desafío de diseñar las hojas en estructuras 3D utilizables macroscópicamente.

"Cuando las láminas de grafeno atómico se ensamblan para formar estructuras 3D, normalmente terminan con monolitos porosos que son frágiles y funcionan mal, "Dijo el profesor Li.

"En general, se pensó que era muy poco probable que el grafeno pudiera diseñarse en una forma que fuera elástica, lo que significa que se recupera bien del estrés o la presión ".

Los investigadores utilizaron corcho, que es ligero pero fuerte, como modelo para superar este desafío.

Estudiante de doctorado, Ling Qiu, también del Departamento de Ingeniería de Materiales, dijo que las técnicas modernas han permitido a los científicos analizar la estructura de dichos materiales y replicar el diseño eficiente de la naturaleza.

"Las fibras en las paredes de las celdas de corcho están muy juntas para maximizar la resistencia y las celdas individuales se conectan en una estructura de panal que hace que el material sea muy elástico, "Dijo el Sr. Qiu.

Usando un método llamado freeze casting, los investigadores pudieron formar grafeno químicamente modificado en una estructura 3D que imitaba al corcho. Los bloques de grafeno producidos eran más ligeros que el aire, capaz de soportar más de 50, 000 veces su propio peso, buenos conductores de electricidad y muy elásticos, capaces de recuperarse de una deformación superior al 80%.

"Hemos podido preservar eficazmente las extraordinarias cualidades del grafeno en una forma elástica en 3D, que allana el camino para las investigaciones de nuevos usos del grafeno, desde la industria aeroespacial hasta la ingeniería de tejidos, "Dijo el profesor Li.

"La imitación de la estructura del corcho ha hecho posible lo que se creía imposible".