Investigadores de Finlandia y Taiwán han descubierto cómo el grafeno, una capa delgada de carbono de un solo átomo, se puede forjar en objetos tridimensionales mediante el uso de luz láser. Se proporcionó una ilustración sorprendente cuando los investigadores fabricaron una pirámide con una altura de 60 nm, que es aproximadamente 200 veces más grande que el grosor de una hoja de grafeno. La pirámide era tan pequeña que cabía fácilmente en un solo mechón de cabello. La investigación fue apoyada por la Academia de Finlandia y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de la República de China.

El grafeno es un pariente cercano del grafito, que consta de millones de capas de grafeno y se puede encontrar en puntas de lápiz comunes. Después de que el grafeno se aisló por primera vez en 2004, los investigadores han aprendido a producirlo y manejarlo de forma rutinaria. El grafeno se puede utilizar para fabricar dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, como transistores, fotodetectores y sensores. En el futuro, Probablemente veremos un número creciente de productos que contienen grafeno.

"A esta técnica la llamamos forja óptica, ya que el proceso se asemeja a forjar metales en formas tridimensionales con un martillo. En nuestro caso, un rayo láser es el martillo que forja el grafeno en formas tridimensionales, "explica el profesor Mika Pettersson, quien dirigió el equipo experimental en el Centro de Nanociencia de la Universidad de Jyväskylä, Finlandia. "La belleza de la técnica es que es rápida y fácil de usar; no requiere ningún producto químico o procesamiento adicional. A pesar de la simplicidad de la técnica, Al principio nos sorprendió mucho cuando observamos que el rayo láser inducía cambios tan sustanciales en el grafeno. Me tomó un tiempo comprender lo que estaba sucediendo ".

"En primer lugar, nos quedamos atónitos. Los datos experimentales simplemente no tenían sentido, "dice el Dr. Pekka Koskinen, quién fue el responsable de la teoría. "Pero gradualmente, mediante una estrecha interacción entre experimentos y simulaciones por ordenador, la actualidad de las formas tridimensionales y su mecanismo de formación comenzaron a aclararse ".

"Cuando examinamos por primera vez el grafeno irradiado, esperábamos encontrar rastros de especies químicas incorporadas al grafeno, pero no pudimos encontrar ninguno. Después de algunas inspecciones más cuidadosas, llegamos a la conclusión de que deben ser defectos puramente estructurales, en lugar de dopaje químico, que son responsables de cambios tan dramáticos en el grafeno, "explica el profesor asociado Wei Yen Woon de Taiwán, quien dirigió el grupo experimental que realizó espectroscopía fotoelectrónica de rayos X en la instalación de sincrotrón.

El novedoso grafeno 3-D es estable y tiene propiedades electrónicas y ópticas que difieren del grafeno 2-D normal. El grafeno forjado ópticamente puede ayudar a fabricar arquitecturas 3-D para dispositivos basados ​​en grafeno.