Flexionar el grafeno puede ser la forma más básica de controlar sus propiedades eléctricas, según cálculos de físicos teóricos de la Universidad de Rice y de Rusia.

El laboratorio de Rice de Boris Yakobson, en colaboración con investigadores en Moscú, encontró que el efecto es pronunciado y predecible en nanoconos y debería aplicarse igualmente a otras formas de grafeno.

Los investigadores descubrieron que es posible acceder a lo que ellos llaman un efecto flexoeléctrico electrónico en el que las propiedades electrónicas de una hoja de grafeno pueden manipularse simplemente girándola de cierta manera.

El trabajo será de interés para quienes consideren elementos de grafeno en pantallas táctiles flexibles o memorias que almacenan bits controlando los momentos dipolares eléctricos de los átomos de carbono. dijeron los investigadores.

El grafeno perfecto, una hoja de carbono del grosor de un átomo, es un conductor, a medida que las cargas eléctricas de sus átomos se equilibran entre sí a lo largo del avión. Pero la curvatura en el grafeno comprime las nubes de electrones de los enlaces en el lado cóncavo y las estira en el lado convexo. alterando así sus momentos dipolares eléctricos, la característica que controla cómo los átomos polarizados interactúan con los campos eléctricos externos.

Los investigadores que publicaron sus resultados este mes en la revista American Chemical Society Revista de letras de química física descubrieron que podían calcular el efecto flexoeléctrico del grafeno enrollado en un cono de cualquier tamaño y longitud.

Los investigadores utilizaron la teoría funcional de la densidad para calcular los momentos dipolares de los átomos individuales en una red de grafeno y luego calcular su efecto acumulativo. Sugirieron que su técnica podría usarse para calcular el efecto del grafeno en otras formas más complejas, como sábanas arrugadas o fullerenos deformados, varios de los cuales también analizaron.

"Si bien el momento dipolar es cero para el grafeno plano o los nanotubos cilíndricos, en el medio hay una familia de conos, realmente producido en laboratorios, cuyos momentos dipolares son significativos y escalan linealmente con la longitud del cono, "Dijo Yakobson.

Nanotubos de carbon, cilindros sin costura de grafeno, no muestran un momento dipolar total, él dijo. Aunque no es cero, los momentos inducidos por vectores se anulan entre sí.

Eso no es así con un cono en el que el equilibrio de cargas positivas y negativas difiere de un átomo a otro, debido a tensiones ligeramente diferentes en las uniones a medida que cambia el diámetro. Los investigadores notaron que los átomos a lo largo del borde también contribuyen eléctricamente, pero analizar dos conos acoplados de borde a borde les permitió cancelar, simplificando los cálculos.

Yakobson ve usos potenciales para la característica recién descubierta. "Una característica posiblemente de gran alcance es la caída de voltaje en una hoja curva, ", dijo." Puede permitir variar localmente la función de trabajo y diseñar la estructura de la banda apilada en bicapas o capas múltiples mediante su flexión. También puede permitir la creación de particiones y cavidades con potencial electroquímico variable, más 'ácido' o 'básico, 'dependiendo de la curvatura en la arquitectura de carbono 3-D ".