El mismo mecanismo de deslizamiento y adherencia que conduce a los terremotos está funcionando a nivel molecular en materiales a nanoescala, donde determina la plasticidad cortante de los materiales, según científicos de la Universidad Rice y la Universidad Estatal de Campinas, Brasil.

El laboratorio de Rice del científico de materiales Pulickel Ajayan descubrió que las moléculas aleatorias dispersas dentro de capas de grafeno que de otro modo serían prístinas afectan la forma en que las capas interactúan entre sí bajo tensión.

La plasticidad es la capacidad de un material de deformarse permanentemente cuando se tensa. Los investigadores de Rice, pensando en cosas futuras como la electrónica flexible, decidió ver cómo el "papel" de óxido de grafeno manejaría la tensión de cizallamiento, en el que las hojas son tiradas por los extremos.

Un conocimiento tan profundo es importante a la hora de crear materiales novedosos y avanzados, dijo Chandra Sekhar Tiwary, autor principal del nuevo artículo de la revista American Chemical Society Nano letras y un investigador asociado postdoctoral de Rice.

"Queremos construir estructuras tridimensionales a partir de materiales bidimensionales, por lo que este tipo de estudio es útil, ", dijo." Estas estructuras podrían ser un sustrato térmico para dispositivos electrónicos, podrían ser filtros, podrían ser sensores o podrían ser dispositivos biomédicos. Pero si vamos a utilizar un material, necesitamos entender cómo se comporta ".

El papel de óxido de grafeno que probaron era una pila de hojas que se colocaban una encima de la otra como panqueques. Las moléculas de oxígeno "funcionalizaron" las superficies, agregando rugosidad a las hojas de otro modo de un átomo de espesor.

En experimentos y modelos informáticos, el equipo descubrió que con suave, estrés lento, los óxidos de hecho atraparían, haciendo que el papel adopte una forma corrugada donde las capas se separaron. Pero una mayor velocidad de deformación hace que el material se vuelva quebradizo. "La simulación realizada por nuestros colaboradores en Brasil proporciona información y confirma que, si se realiza muy rápido, las capas no interactúan, y solo sale una capa, "Dijo Tiwary.

"Después de este estudio, ahora sabemos que hay algunos grupos funcionales que son útiles y otros que no lo son. Con este conocimiento, podemos elegir los grupos funcionales para hacer mejores estructuras a nivel molecular ".