Los investigadores de la Universidad de Rice han modelado un sándwich a nanoescala, el primero en lo que esperan que se convierta en un deli molecular para científicos de materiales.

Su receta pone dos rodajas de grafeno de un átomo de espesor alrededor de nanoclusters de óxido de magnesio que dan la superfuerte, material conductor expandido propiedades optoelectrónicas.

El científico de materiales de arroz Rouzbeh Shahsavari y sus colegas construyeron simulaciones por computadora del compuesto y descubrieron que ofrecería características adecuadas para la detección molecular sensible. catálisis y bioimagen. Su trabajo podría ayudar a los investigadores a diseñar una gama de híbridos personalizables de estructuras bidimensionales y tridimensionales con moléculas encapsuladas. Dijo Shahsavari.

La investigación aparece este mes en la revista Royal Society of Chemistry. Nanoescala .

Los científicos se inspiraron en experimentos en otros lugares en los que se encapsularon varias moléculas utilizando fuerzas de van der Waals para unir componentes. El estudio dirigido por Rice fue el primero en adoptar un enfoque teórico para definir las propiedades electrónicas y ópticas de una de esas muestras "fabricadas", óxido de magnesio bidimensional en grafeno bicapa, Dijo Shahsavari.

"Sabíamos que si ya se había realizado un experimento, tendríamos un gran punto de referencia que facilitaría la verificación de nuestros cálculos, permitiendo así una expansión más confiable de nuestros resultados computacionales para identificar tendencias de desempeño más allá del alcance de los experimentos, "Dijo Shahsavari.

El grafeno por sí solo no tiene banda prohibida, la característica que hace que un material sea un semiconductor. Pero el híbrido lo hace y esta banda prohibida podría ajustarse, dependiendo de los componentes, Dijo Shahsavari. Las propiedades ópticas mejoradas también son ajustables y útiles, él dijo.

"Vimos que, si bien esta única escama de óxido de magnesio absorbía un tipo de emisión de luz, cuando quedó atrapado entre dos capas de grafeno, absorbió un amplio espectro. Ese podría ser un mecanismo importante para los sensores, " él dijo.

Shahsavari dijo que la teoría de su grupo debería ser aplicable a otros materiales bidimensionales, como nitruro de boro hexagonal, y empastes moleculares. "No existe un material único que pueda resolver todos los problemas técnicos del mundo, ", dijo." Siempre se trata de hacer materiales híbridos para sinergizar las mejores características de múltiples componentes para hacer un trabajo específico. Mi grupo está trabajando en estos materiales híbridos ajustando sus componentes y estructuras para enfrentar nuevos desafíos ".