Grafeno un material maravilloso bidimensional compuesto por una sola capa de átomos de carbono unidos en un patrón hexagonal de alambre de gallinero, ha atraído un gran interés por su fenomenal capacidad para conducir electricidad. Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han utilizado bacterias en forma de varilla, alineadas con precisión en un campo eléctrico, luego se encoge al vacío debajo de una hoja de grafeno, para introducir ondas a nanoescala en el material, haciendo que conduzca electrones de manera diferente en direcciones perpendiculares.

El material resultante, una especie de nano pana de grafeno, se puede aplicar a un chip de silicio y puede aumentar el potencial casi ilimitado del grafeno en electrónica y nanotecnología. El hallazgo se informa en la revista. ACS Nano .

"La corriente a través de las arrugas de grafeno es menor que la corriente a lo largo de ellas, "dice Vikas Berry, profesor asociado y director interino de ingeniería química de la UIC, quien dirigió la investigación.

La clave para la formación de estas arrugas, él dijo, es la extrema flexibilidad del grafeno a escala nanométrica, que permite la formación de nanotubos de carbono.

"La arruga abre una 'V' en la nube de electrones alrededor de cada átomo de carbono, "Berry dijo, creando un momento dipolar, que puede abrir una banda prohibida electrónica que el grafeno plano no tiene.

Otros investigadores han creado arrugas en el grafeno al estirar la hoja y dejar que se rompa. Pero tales arrugas no se limitan a la microescala y no pueden dirigirse hacia una ubicación en un microdispositivo, Berry dijo.

Él y sus colegas idearon una forma única de presentar la información circunscrita, guiado, y ondas de grafeno regulares usando bacterias bacilo, utilizando el propio grafeno como válvula de retención para alterar el volumen de las células.

Los investigadores colocaron la bacteria en un campo eléctrico, haciendo que se alineen como cadenas de perros calientes en filas repetidas. Luego aplicaron una hoja de grafeno sobre la parte superior.

"Al vacío, el grafeno se eleva, y deja salir el agua, ", Dijo Berry. Pero bajo presión, el grafeno vuelve a asentarse sobre el sustrato y evita que el agua vuelva a entrar en las bacterias, él dijo.

"Es una válvula nanoscópica que activa el flujo de fluido unidireccional en un microorganismo, "Berry dijo." Futurísticamente, esta operación de válvula podría aplicarse a dispositivos de microfluidos donde queremos que fluya en una dirección pero no en la otra ".

Una vez que las bacterias se han encogido al vacío, el grafeno se reconforma, pero con arrugas. Después del tratamiento térmico, las ondas permanentes resultantes sobre las bacterias están alineadas longitudinalmente, con una altura de 7 a 10 nanómetros, y una longitud de onda de aproximadamente 32 nm.

Las arrugas se observaron mediante microscopía electrónica de barrido por emisión de campo, que debe hacerse a alto vacío, y por microscopía de fuerza atómica a presión atmosférica.

"La longitud de onda [rizado] es proporcional al grosor del material, y el grafeno es el material más delgado del mundo, ", Dijo Berry." Imaginamos que con el grafeno uno podría hacer las arrugas de longitud de onda más pequeñas del mundo, alrededor de 2 nanómetros ".

El próximo objetivo, él dijo, será crear procesos para refinar aún más las ondas y variar su amplitud, longitud de onda y longitud longitudinal.

Para medir el efecto de la orientación de las ondulaciones en el transporte del portador, estudiante de posgrado Shikai Deng, el autor principal del artículo, fabricó un dispositivo en forma de más con bacterias alineadas paralelas a un par de electrodos y perpendiculares a otro par. Encontró que la barrera de conducción del grafeno ondulado era mayor en la dirección transversal que en la longitudinal.

La introducción de ondas orientadas al grafeno representa un material completamente nuevo, Berry dijo.

"Junto con los nanotubos de carbono, grafeno y fullereno, este es un nuevo alótropo de carbono:un nanotubo de medio carbono vinculado al grafeno, ", dijo." La estructura es diferente, y las propiedades electrónicas fundamentales son nuevas ".