Escribiendo en Naturaleza , un gran equipo internacional dirigido por el Dr. Roman Gorbachev de la Universidad de Manchester muestra que, cuando el grafeno se coloca encima del nitruro de boro aislante, o 'grafeno blanco', las propiedades electrónicas del grafeno cambian drásticamente revelando un patrón parecido a una mariposa.

El patrón se conoce como la esquiva mariposa Hofstadter que se conoce en teoría durante muchas décadas, pero nunca antes se había observado en experimentos.

La combinación de grafeno con otros materiales en estructuras de múltiples capas podría dar lugar a nuevas aplicaciones aún no exploradas por la ciencia o la industria.

El grafeno es el más delgado del mundo material más resistente y conductor, y promete una amplia gama de aplicaciones diversas; desde teléfonos inteligentes y banda ancha ultrarrápida hasta suministro de medicamentos y chips de computadora. Se demostró por primera vez en la Universidad de Manchester en 2004.

Las principales empresas multinacionales están llevando a cabo pruebas iniciales de productos de consumo que incluyen pantallas táctiles basadas en grafeno y baterías para teléfonos móviles y materiales compuestos para artículos deportivos.

Una de las propiedades más notables del grafeno es su alta conductividad, miles de veces más alta que la del cobre. Esto se debe a un patrón muy especial creado por electrones que transportan electricidad en el grafeno. Los portadores se llaman fermiones de Dirac e imitan partículas relativistas sin masa llamadas neutrinos, estudios de los cuales suelen requerir enormes instalaciones como en el CERN. La posibilidad de abordar una física similar en un experimento de escritorio es una de las características más reconocidas del grafeno.

Ahora, los científicos de Manchester han encontrado una forma de crear múltiples clones de fermiones de Dirac. El grafeno se coloca encima del nitruro de boro para que los electrones del grafeno puedan "sentir" átomos individuales de boro y nitrógeno. Moviéndose a lo largo de esta 'tabla de lavar' atómica, los electrones se reorganizan una vez más produciendo múltiples copias de los fermiones originales de Dirac.

Los investigadores pueden crear aún más clones aplicando un campo magnético. Los clones producen un patrón intrincado; la mariposa Hofstadter. Fue predicho por primera vez por el matemático Douglas Hofstadter en 1976 y, a pesar de muchos esfuerzos experimentales dedicados, no se informó más de un destello borroso antes.

Además del interés fundamental descrito, el estudio de Manchester demuestra que es posible modificar las propiedades de los materiales atómicamente delgados colocándolos uno encima del otro. Esto puede ser útil, por ejemplo, para aplicaciones de grafeno como fotodetectores y transistores ultrarrápidos, proporcionando una forma de modificar sus increíbles propiedades.

Profesor Andre Geim, Premio Nobel y coautor del artículo, dijo:"Por supuesto, es agradable atrapar a la hermosa 'mariposa' cuya elusividad atormentó a los físicos durante generaciones.

"Más importante, este trabajo muestra que ahora podemos construir un tipo principalmente nuevo de materiales apilando planos atómicos individuales en una secuencia deseada ".

El Dr. Gorbachov agregó:"Preparamos un conjunto de diferentes materiales atómicamente delgados similares al grafeno y luego los apilamos uno encima del otro, un plano atómico a la vez. Tales cristales artificiales habrían sido ciencia ficción hace unos años. Ahora son realidad en nuestro laboratorio. Es posible que algún día encuentres estas estructuras en tus dispositivos ".

El profesor Geim agregó:"Este es un paso importante más allá del 'grafeno simple'. Ahora construimos las bases para una nueva área de investigación que parece más rica e incluso más importante que el grafeno en sí".