Imagina un mundo en el que puedas adaptar las propiedades del grafeno para obtener el resultado que deseas. Combinando sus propiedades únicas con la precisión de la química molecular, Los científicos de Graphene Flagship han dado los primeros pasos para lograrlo. En su artículo publicado el 7 de abril en Comunicaciones de la naturaleza un grupo internacional de científicos emblemáticos muestra cómo es posible crear dispositivos basados ​​en grafeno sensibles a la luz, allanando el camino para muchas aplicaciones, incluidos fotosensores e incluso memorias ópticamente controlables.

Graphene Flagship es una iniciativa europea que promueve un enfoque colaborativo de la investigación con el objetivo de ayudar a traducir el grafeno y materiales relacionados del laboratorio. a través de la industria y en la sociedad. El carácter multidisciplinario del trabajo publicado en este artículo, que fue dirigido por el Prof. Paolo Samorì de la Université de Strasbourg &CNRS en Francia, fue facilitado por el buque insignia y su enfoque colaborativo, en particular con el Prof. Andrea Ferrari del Cambridge Graphene Centre. Como explica el profesor Samorì, "sobresalir en la investigación interdisciplinaria requiere un esfuerzo conjunto de una cohorte de grupos destacados con habilidades complementarias, y el proyecto EC Graphene Flagship es la plataforma ideal para que esto suceda ".

El trabajo muestra cómo, mediante la combinación de moléculas capaces de cambiar su conformación como resultado de la irradiación de luz con polvo de grafito, se pueden producir tintas de grafeno concentradas mediante exfoliación en fase líquida. Estas tintas de grafeno se pueden utilizar para fabricar dispositivos que, cuando se expone a la luz ultravioleta y visible, son capaces de fotoconmutar la corriente de forma reversible.

El artículo demuestra la emocionante idea de combinar grafeno con un interruptor molecular fotocrómico. Aquí los investigadores encontraron que una molécula ideal es 4- (deciloxi) azobenceno. Este azobenceno sustituido con alcoxi disponible comercialmente tiene una alta afinidad por el plano basal del grafeno, dificultando así el apilamiento entre escamas. Cuando se expone a la luz ultravioleta, esta molécula de azobenceno cambia del isómero trans al cis (siendo el isómero cis considerablemente más voluminoso que la forma trans). Es importante destacar que para el propósito de los interruptores moleculares, este proceso es completamente reversible mediante la simple exposición de la muestra a la luz blanca.

Al depositar la tinta híbrida de grafeno-azobenceno sobre un sustrato de SiO2 modelado con electrodos de oro, los autores hicieron un interruptor molecular de luz modulada. Debido a que la isomerización trans a cis es completamente reversible mediante la simple aplicación de luz blanca, este interruptor molecular también es completamente reversible, lo cual es un factor muy importante para crear memorias controladas ópticamente.

"Este documento esencialmente proporciona un control remoto adicional a un dispositivo eléctrico basado en grafeno simplemente por la exposición a la luz en longitudes de onda específicas". dice el profesor Samorì "Este es el primer paso hacia el desarrollo de materiales multicomponente basados ​​en grafeno y su uso para la fabricación de dispositivos multifuncionales - si imagina una estructura multicapa similar a un sándwich con láminas de grafeno separadas por múltiples capas, cada una integrando un componente molecular funcional diferente. Por lo tanto, cada componente funcional imparte un nuevo carácter de respuesta a estímulos al material que puede responder a diferentes entradas independientes como la luz, campo magnético, estímulos electroquímicos, etc, dando lugar a un nanocompuesto basado en grafeno de respuesta múltiple ".

"El buque insignia de grafeno siempre se trató de la combinación de grafeno y otros materiales para formar nuevas estructuras híbridas, "dijo el profesor Ferrari, quien también es el presidente del Panel de Gestión Flagship. "Este trabajo es una prueba de principio interesante de este concepto y de la naturaleza interdisciplinaria de la investigación emblemática:química, Física, Ingenieria, Ciencias Fundamentales y Óptica, se unen bajo el paraguas de Flagship para desarrollar nuevos y emocionantes conceptos de dispositivos ".