Los científicos han movido el grafeno, la hoja de carbono de un solo átomo de espesor increíblemente fuerte y conductora, un paso significativo en el camino desde la novedad de la mesa de laboratorio hasta un material comercialmente viable para nuevas aplicaciones electrónicas.

Investigadores de la Universidad de Manchester, junto con BGT Materials Limited, un fabricante de grafeno en el Reino Unido, han impreso una antena de radiofrecuencia utilizando tinta de grafeno comprimida. La antena funcionó lo suficientemente bien como para que sea práctica para su uso en etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) y sensores inalámbricos. dijeron los investigadores. Aun mejor, la antena es flexible, respetuoso con el medio ambiente y podría producirse en masa a bajo precio. Los investigadores presentan sus resultados en la revista Letras de física aplicada .

El estudio demuestra que el grafeno imprimible ahora está listo para uso comercial en aplicaciones de radiofrecuencia de bajo costo. dijo Zhirun Hu, investigador de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Manchester.

"La cuestión es que el grafeno ya no es solo una maravilla científica. Muy pronto traerá muchas aplicaciones nuevas a nuestra vida diaria, "añadió Kostya S. Novoselov, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Manchester, quien coordinó el proyecto.

El grafeno se entinta

Desde que el grafeno se aisló y probó por primera vez en 2004, Los investigadores se han esforzado por hacer un uso práctico de sus asombrosas propiedades eléctricas y mecánicas. Uno de los primeros productos comerciales fabricados a partir de grafeno fue la tinta conductora, que se puede utilizar para imprimir circuitos y otros componentes electrónicos.

La tinta de grafeno es generalmente de bajo costo y mecánicamente flexible, ventajas que tiene sobre otros tipos de tinta conductora, tales como soluciones hechas de nanopartículas metálicas.

Para hacer la tinta las escamas de grafeno se mezclan con un disolvente, ya veces se agrega un aglutinante como etilcelulosa para ayudar a que la tinta se pegue. La tinta de grafeno con aglutinantes suele conducir mejor la electricidad que la tinta sin aglutinantes. pero solo después del material aglutinante, que es un aislante, se descompone en un proceso de alta temperatura llamado recocido. Recocido, sin embargo, limita las superficies sobre las que se puede imprimir la tinta de grafeno porque las altas temperaturas destruyen materiales como el papel o el plástico.

El equipo de investigación de la Universidad de Manchester, junto con BGT Materials Limited, encontró una manera de aumentar la conductividad de la tinta de grafeno sin recurrir a un aglutinante. Lo lograron imprimiendo y secando primero la tinta, y luego comprimirlo con un rodillo, similar a la forma en que se comprime el pavimento nuevo con una apisonadora.

Comprimir la tinta aumentó su conductividad en más de 50 veces, y el "laminado de grafeno" resultante también era casi dos veces más conductor que la tinta de grafeno anterior hecha con un aglutinante.

La alta conductividad de la tinta comprimida, que permitió una radiación de radiofrecuencia eficiente, fue uno de los aspectos más emocionantes del experimento, Dijo Hu.

Allanando el camino a las antenas, Sensores inalámbricos, y más

Los investigadores probaron su laminado de grafeno comprimido imprimiendo una antena de grafeno en una hoja de papel. La antena mide aproximadamente 14 centímetros de largo, y 3,5 milímetros de ancho y potencia de radiofrecuencia radiada de manera efectiva, dijo Xianjun Huang, quien es el primer autor del artículo y candidato a doctorado en el Grupo de Microondas y Comunicaciones de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

Impresión de productos electrónicos en baratos, materiales flexibles como papel y plástico podrían significar que la tecnología inalámbrica, como etiquetas RFID que actualmente transmiten información de identificación sobre todo, desde ganado hasta piezas de automóviles, podría volverse aún más omnipresente.

La mayoría de las etiquetas RFID comerciales están hechas de metales como aluminio y cobre, Huang dijo:materiales costosos con procesos de fabricación complicados que aumentan el costo.

"Las etiquetas RFID basadas en grafeno pueden reducir significativamente el costo gracias a un proceso mucho más simple y un menor costo de material, ", Dijo Huang. El equipo de la Universidad de Manchester y BGT Materials Limited tiene planes para desarrollar aún más etiquetas RFID habilitadas para grafeno, así como sensores y dispositivos electrónicos portátiles.