Al introducir defectos en la superficie perfecta de grafeno sobre carburo de silicio, Los investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia han aumentado la capacidad del material para almacenar carga eléctrica. Este resultado, que ha sido publicado en la revista científica Electrochimica Acta, aumenta nuestro conocimiento de cómo se puede utilizar este material ultrafino.

El material más delgado jamás producido, grafeno consta de una sola capa de átomos de carbono. Forman una estructura de alambre de gallinero de un átomo de espesor, con propiedades únicas. Es unas 200 veces más resistente que el acero. y muy flexible. Es transparente pero los gases y los líquidos no pueden atravesarlo. Además, es un excelente conductor de electricidad. Hay muchas ideas sobre cómo se puede utilizar este nanomaterial, y la investigación de aplicaciones futuras es intensa.

"El grafeno es fascinante, pero extremadamente difícil de estudiar, "dice Mikhail Vagin, ingeniero investigador principal del Departamento de Ciencia y Tecnología y del Departamento de Física, Química y Biología en la Universidad de Linköping.

Uno de los factores que contribuyen a la dificultad para comprender las propiedades del grafeno es que es lo que se conoce como material "anisotrópico". Esto significa que sus propiedades cuando se miden en la superficie plana de la capa del átomo de carbono difieren de las medidas en los bordes. Es más, Los intentos de comprender el comportamiento del grafeno a nivel atómico se complican por el hecho de que puede producirse de varias formas. Las propiedades del grafeno en pequeñas escamas, que tienen muchas aristas, difieren en varios aspectos de los del grafeno producido como láminas con un área de alrededor de 1 cm2.

Los investigadores que llevaron a cabo el estudio utilizaron grafeno creado en un cristal de carburo de silicio mediante un método desarrollado en la Universidad de Linköping. Cuando el carburo de silicio se calienta a 2000 ° C, Los átomos de silicio en la superficie se mueven a la fase de vapor y solo quedan los átomos de carbono. El grafeno no reacciona fácilmente con su entorno debido a la alta calidad de la capa de grafeno y su inercia innata. mientras que las aplicaciones a menudo se basan en la interacción controlada entre el material y el entorno, como moléculas de gas. Una discusión en curso entre los investigadores en el campo es si es posible activar el grafeno en la superficie plana o si es necesario tener bordes. Los investigadores de LiU investigaron qué sucede cuando los defectos en la superficie se introducen de manera controlada, y de esta manera intentó comprender con más detalle cómo se relacionan las propiedades del grafeno con su estructura.

"Un proceso electroquímico conocido como 'anodizado' descompone la capa de grafeno de manera que se crean más bordes. Medimos las propiedades del grafeno anodizado y descubrimos que la capacidad del material para almacenar electricidad era bastante alta, "dice Mikhail Vagin.

Es necesario trabajar más antes de que se puedan utilizar los nuevos conocimientos, y producir el mismo efecto a mayor escala. Los científicos planean hacer un seguimiento de la investigación de varias formas.

"El grafeno sobre carburo de silicio se puede producir en áreas más grandes que otros tipos de grafeno. Si podemos cambiar las propiedades del material de manera controlada, puede ser posible adaptar la superficie para otras funciones. Puede ser posible, por ejemplo, para crear un sensor que tenga su propia batería incorporada, "dice Mikael Syväjärvi, ingeniero investigador principal del Departamento de Física, Química y Biología y coautor del artículo. Es uno de los fundadores de una empresa, Graphensic AB, que funciona con aplicaciones comerciales de grafeno sobre carburo de silicio.

Los resultados surgieron de un proyecto de grado realizado como una colaboración entre Graphensic e investigadores de la Universidad de Linköping.