Dr. Richard Ordóñez, un científico de nanomateriales en el Centro de Sistemas de Guerra Naval y Espacial del Pacífico (SSC Pacífico), tenía dolores de estómago el año pasado. Así comienza la historia del descubrimiento accidental de que la miel, sí, el subproducto de la abeja - es un eficaz, sustituto no tóxico de la manipulación de las características de corriente y voltaje del grafeno.

El compañero de laboratorio de Ordóñez y amigo Cody Hayashi le dio un poco de miel comprada en la tienda como regalo de Navidad y antiinflamatorio para su estómago. y Ordóñez lo mantuvo cerca de su puesto de trabajo para su uso diario. Un día en el laboratorio el dúo estaba investigando varios materiales dieléctricos que podrían usar para fabricar un transistor de grafeno. Primero, el equipo intentó utilizar agua como dieléctrico de puerta superior para manipular la conductividad eléctrica del grafeno. Este enfoque no tuvo éxito, así que procedieron con varias composiciones de azúcar y agua desionizada, otro electrolito, que todavía resultó en un rendimiento insignificante. Fue entonces cuando la miel llamó la atención de Ordóñez, y se realizó un avance científico accidental.

El hallazgo se detalla en un artículo publicado en Nature. Informes científicos , en el que el equipo describe cómo la miel produce una doble capa eléctrica de tamaño nanométrico en la interfaz con el grafeno que se puede utilizar para controlar el transporte ambipolar del grafeno.

"Como dieléctrico de puerta superior, el agua es demasiado conductora, así que pasamos al azúcar y al agua desionizada para controlar la composición iónica con la esperanza de poder reducir la conductividad, ", Explicó Ordóñez." Sin embargo, el agua azucarada tampoco funcionó para nosotros porque, como un dieléctrico de puerta, todavía había demasiada corriente de fuga. Por frustración literalmente a centímetros de mí estaba la miel que Cody había comprado, así que decidimos verter la miel en grafeno para que actúe como dieléctrico de puerta superior; pensé que tal vez la miel imitaría los geles dieléctricos sobre los que leí en la literatura. Para nuestra sorpresa, todos dijeron que no iba a funcionar, lo intentamos y lo hicimos ".

Ordóñez, Hayashi, y un equipo de investigadores de SSC Pacific, en colaboración con la Universidad de Hawai en Mānoa, han estado desarrollando nuevos dispositivos de grafeno como parte de un esfuerzo financiado por la ciencia e ingeniería innovadoras de la Marina (NISE) para imbuir a la Marina de ligero, Dispositivos flexibles basados ​​en grafeno que se pueden utilizar como sensores y dispositivos portátiles de próxima generación.

"Tradicionalmente, Los transistores de puerta electrolítica están hechos con materiales de gel iónico, "Dijo Hayashi." Pero debes dominar los procesos para sintetizarlos, y puede llevar varios meses descubrir la receta correcta que se requiere para que estos geles funcionen en el medio ambiente. Algunos de los líquidos son tóxicos, por tanto, la experimentación debe realizarse en un entorno atmosférico controlado. La miel es completamente diferente:funciona de manera similar a estos materiales mucho más sofisticados, pero es seguro, barato, y más fácil de usar. La miel fue un paso intermedio hacia el uso de geles iónicos, y posiblemente un reemplazo para ciertas aplicaciones ".

Ordóñez y Hayashi imaginan que la versión basada en miel de los productos de grafeno se utilizará para la creación rápida de prototipos de dispositivos. ya que los dispositivos se pueden crear rápida y fácilmente rediseñados en función de los resultados. En lugar de tener que pasar meses desarrollando los materiales antes incluso de comenzar a incorporarlos a los dispositivos, El uso de miel permite al equipo iniciar las pruebas iniciales sin tener que esperar al costoso equipo de fabricación.

Ordóñez también ve un uso para tales productos en la ciencia, tecnología, esfuerzos de extensión de ingeniería y matemáticas (STEM), ya que la miel no es tóxica y podría usarse para enseñar a los estudiantes sobre el grafeno.

Esta última innovación y publicación fue una continuación del descubrimiento del grupo el año pasado de que se pueden usar metales líquidos en lugar de electrodos rígidos como el oro y la plata para contactar eléctricamente el grafeno. Esta, junto con la investigación sobre el grafeno y la detección multiespectral, les valió el Premio Regional Far West del Consorcio de Laboratorios Federales en la categoría de Desarrollo Tecnológico Sobresaliente.

SSC Pacific es el laboratorio de investigación y desarrollo naval responsable de garantizar la superioridad de la guerra de información para los combatientes, incluidas las áreas de cibernética, comando y control, inteligencia, vigilancia y reconocimiento, y sistemas espaciales.