No hay duda de que el grafeno es un material realmente genial. Es la sustancia más delgada que jamás se haya fabricado una hoja de átomos de carbono de un átomo de espesor dispuestas en un patrón hexagonal de panal. Aunque es tan rígido como el diamante y cientos de veces más fuerte que el acero, es flexible y estirable. Además de eso, conduce la electricidad a temperatura ambiente más rápido que cualquier otro material conocido y puede convertir la luz de cualquier longitud de onda en una corriente.
Encontrar una forma de hacer uso de esas propiedades ha demostrado ser un desafío enorme, sin embargo. La extrema delgadez del grafeno hace que sea complicado y costoso producir en láminas grandes, especialmente hojas grandes con un mínimo de defectos. Además, nadie ha ideado métodos industriales eficaces para manipular un material tan delgado.
Más allá de eso, Una de las mayores fortalezas del grafeno, su extrema conductividad, es también una de sus mayores debilidades. Una vez que la corriente eléctrica comienza a fluir a través del grafeno, es muy difícil encenderlo y apagarlo, un requisito vital en la electrónica digital. Según estudios teóricos, es posible activar y desactivar la conductividad del grafeno si está restringido a un canal estrecho, una nanocinta de grafeno. Sin embargo, la realización práctica de estas nanocintas es un desafío debido a su tamaño extremadamente pequeño:su ancho es de aproximadamente 100, 000 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano promedio.
Ahora, sin embargo, al menos algunos de esos desafíos pueden haber encontrado una respuesta en una investigación reciente realizada en la Universidad de Nebraska-Lincoln.
Un equipo de científicos dirigido por Alexander Sinitskii ha desarrollado un enfoque químico para producir nanocintas de grafeno en masa, un proceso que puede proporcionar una vía para aprovechar la conductividad del grafeno.
Sinitskii, un profesor asistente de química con un doble cargo en el Centro de Materiales y Nanociencia de Nebraska de la UNL, dijo que los esfuerzos anteriores de él y otros grupos de investigación para crear nanocintas de grafeno siguieron un enfoque de arriba hacia abajo, utilizando el proceso de litografía y grabado para tratar de cortar cintas de láminas de grafeno.
Si bien esos procesos funcionan bien en la industria de los semiconductores, donde las características del transistor de silicio tan pequeñas como 22 nanómetros (22 mil millonésimas de metro) están talladas a partir de grandes cristales de silicio, no funcionan con nanocintas de grafeno, que deben ser tan estrechos como 2 nanómetros, Sinitskii dijo.
Como consecuencia, él y sus colaboradores probaron una diferente, enfoque finalmente exitoso que describieron en la edición del 10 de febrero de Comunicaciones de la naturaleza , la revista multidisciplinaria en línea del Nature Publishing Group.
"En lugar de comenzar con una gran hoja de grafeno y tratar de reducirla a algo pequeño, la esencia de un enfoque de arriba hacia abajo, decidimos utilizar un enfoque de abajo hacia arriba, hacer pequeñas nanocintas de grafeno mediante el acoplamiento de moléculas orgánicas aún más pequeñas, "Dijo Sinitskii.
"Cuando se desarrolla un método para fabricar nanocintas de grafeno, Hay dos problemas que debe resolver:cómo fabricar cintas muy estrechas con precisión atómica y cómo fabricarlas en grandes cantidades. El método que desarrollamos resuelve ambos problemas. Todo el proceso se realiza mediante química húmeda en un matraz, y, se puede ampliar fácilmente. Podemos hacer un gramo un kilogramo, esencialmente cualquier cantidad de material que sea necesaria "
La producción de cintas de grafeno a nanoescala es un paso esencial para que la sustancia funcione en todo tipo de dispositivos eléctricos. Sinitskii dijo:porque las cintas tienen propiedades electrónicas sintonizables.
"Estamos probando estas cintas para aplicaciones en electrónica, sensores de gas y células solares, a menudo en colaboración con otros investigadores de la UNL, ", dijo." El hecho de que podamos ajustar las propiedades electrónicas de las nanocintas de grafeno cambiando las condiciones sintéticas es muy beneficioso para estas aplicaciones. Y para aplicaciones prácticas, También es importante que este nuevo método de síntesis de nanocintas de grafeno pueda ampliarse a escalas industriales ".
