Una 'nanoprensa' hidráulica de grafeno ha demostrado ser capaz de crear nuevos materiales bidimensionales ejerciendo una enorme presión sobre los compuestos sellados entre capas de grafeno.

Grafeno el primer material bidimensional del mundo, Tiene una nueva propiedad para agregar a su repertorio superlativo. Una nueva investigación ha demostrado que el sellado de moléculas entre dos láminas de grafeno atómicamente delgadas crea una presión extrema sobre las moléculas para modificar su estado. convirtiéndolos en nuevos cristales.

El grupo de investigación de la Universidad de Manchester, dirigido por el profesor Rahul Nair, publicó los hallazgos en Comunicaciones de la naturaleza . Los sorprendentes resultados demuestran nuevos métodos para crear materiales 2D versátiles que tienen propiedades y beneficios únicos para una amplia gama de aplicaciones.

La nanoprensa de grafeno es posible gracias a las propiedades únicas del material. El grafeno es más fuerte que el diamante lo que permite ejercer una presión extrema sobre las moléculas atrapadas sin romper las capas de grafeno. Las dos capas apiladas también crean una envoltura autosellante alrededor de las moléculas atrapadas para contenerlas.

Las moléculas encerradas entre dos capas de grafeno experimentan presiones equivalentes a 10, 000 veces la presión del aire en un neumático de bicicleta.

El profesor Nair dijo:"Debido a esta presión extremadamente alta y al gran confinamiento de moléculas atrapadas, estos recintos de grafeno actúan eficazmente como una olla a presión a nanoescala que funciona a temperatura ambiente ".

Grafeno aislado y estudiado por primera vez en la Universidad de Manchester en 2004, demostró que los materiales bidimensionales tienen propiedades extraordinarias que podrían cambiar la forma en que fabricamos productos electrónicos, composicion, baterías y más.

Desde entonces se ha descubierto toda una familia de cristales 2D, aumentando nuestro conocimiento y comprensión de materiales atómicamente delgados más allá del grafeno. Estos nuevos nanocristales nos permiten ampliar el conjunto de herramientas con el que los investigadores pueden trabajar para crear los dispositivos y aplicaciones del futuro.

Esta investigación fue estimulada por trabajos previos en el Instituto Nacional de Grafeno en la observación de lo que sucede con las moléculas de agua a nanoescala.

Cristales 2D de óxido de cobre, El óxido de magnesio y el óxido de calcio se produjeron utilizando este nuevo enfoque a temperatura ambiente que antes se pensaba que era imposible. Conversión de soluciones salinas como sulfato de cobre, o el cloruro de magnesio generalmente requiere exposición a calor y presión intensos para crear estas reacciones. Este nuevo método obtiene los mismos resultados a temperatura ambiente a través de la presión creada en un recinto de un nanómetro entre dos capas de grafeno.

Dr. Vasu Siddeswara Kalangi, el primer autor del artículo de investigación dijo:"Los efectos observados no se limitan a los recintos de grafeno; se pueden usar otros cristales 2D, también. Nuestro estudio muestra la posibilidad de explorar la química y la física de alta presión a nanoescala utilizando la prensa hidráulica de grafeno ".

La investigación actual dentro del campo de los materiales 2D se centra en la fabricación de heteroestructuras formadas por capas de diferentes materiales atómicamente delgados y estudiando varios dispositivos de heteroestructura. por ejemplo, LED de tamaño nanométrico.

Esta nueva investigación también permite a los científicos comprender el efecto de las moléculas atrapadas dentro de nuevos dispositivos de heteroestructura que podrían ayudar o interrumpir su trabajo.

Se han abierto nuevas y emocionantes vías para permitir una mejor comprensión del mundo que nos rodea a escala atómica y acelerar la comercialización de nuevos dispositivos basados ​​en grafeno.