Los investigadores de la Universidad de Binghamton han demostrado un proceso ecológico que permite un control espacial sin precedentes sobre las propiedades eléctricas del óxido de grafeno. Este nanomaterial bidimensional tiene el potencial de revolucionar la electrónica flexible, células solares e instrumentos biomédicos.

Al usar la sonda de un microscopio de fuerza atómica para desencadenar una reacción química local, Jeffrey Mativetsky, profesor asistente de física en la Universidad de Binghamton, y el estudiante de doctorado Austin Faucett demostraron que las características eléctricamente conductoras de tan solo cuatro nanómetros pueden modelarse en láminas individuales de óxido de grafeno. Un nanómetro es aproximadamente cien mil veces más pequeño que el ancho de un cabello humano.

"Nuestro enfoque hace posible dibujar características conductoras de electricidad a nanoescala en láminas aislantes atómicamente delgadas con el control espacial más alto informado hasta ahora, ", dijo Mativetsky." A diferencia de los métodos estándar para manipular las propiedades del óxido de grafeno, Nuestro proceso se puede implementar en condiciones ambientales y es respetuoso con el medio ambiente. lo que lo convierte en un paso prometedor hacia la integración práctica del óxido de grafeno en tecnologías futuras ".

El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado por el descubrimiento del grafeno, un atómicamente delgado, celosía de carbono bidimensional con extraordinario eléctrico, propiedades térmicas y mecánicas. El óxido de grafeno es un material bidimensional estrechamente relacionado con ciertas ventajas sobre el grafeno, incluida la producción y el procesamiento simples, y propiedades altamente ajustables. Por ejemplo, al eliminar parte del oxígeno del óxido de grafeno, el material eléctricamente aislante puede volverse conductor, abriendo perspectivas para su uso en electrónica flexible, sensores, células solares y dispositivos biomédicos.

El estudio proporciona una nueva visión de los límites y mecanismos de resolución espacial para un proceso relativamente nuevo para modelar regiones conductoras en el óxido de grafeno aislante. El tamaño mínimo de la característica conductora de cuatro nanómetros es el más pequeño logrado hasta ahora por cualquier método para este material. Mativetsky dijo que este enfoque es prometedor para la creación de prototipos a escala de laboratorio de patrones conductores a nanoescala en óxido de grafeno. "Existe un gran interés en definir regiones con diferentes funcionalidades, y circuitos de escritura en materiales bidimensionales. Nuestro enfoque proporciona una forma de modelar directamente regiones conductoras y aislantes en óxido de grafeno con alta resolución espacial. "dijo Mativetsky.

Esta investigación no solo permite el estudio fundamental de las propiedades físicas a nanoescala del óxido de grafeno, sino que también abre nuevas vías para incorporar el óxido de grafeno en tecnologías futuras. Debido a que el proceso desarrollado por Mativetsky evita el uso de productos químicos nocivos, altas temperaturas o atmósferas de gas inerte, su trabajo representa un paso prometedor hacia la fabricación respetuosa con el medio ambiente con óxido de grafeno. "En primer lugar, esto será principalmente útil para estudiar propiedades fundamentales y dispositivos a escala de laboratorio, ", dijo Mativetsky." Con el tiempo, este trabajo puede ayudar a llevar a la integración práctica del óxido de grafeno en dispositivos electrónicos flexibles y de bajo costo, células solares, y sensores ".

El estudio, "Reducción a nanoescala de óxido de grafeno en condiciones ambientales, "apareció por primera vez en la versión en línea de la revista internacional Carbón el 8 de septiembre y se publicará en forma impresa en la edición de diciembre. Mativetsky recibió recientemente una subvención de tres años de la National Science Foundation para estudiar más a fondo su enfoque para adaptar la estructura y las propiedades del óxido de grafeno.