Silicio:el brillante El metal quebradizo comúnmente utilizado para fabricar semiconductores es un ingrediente esencial de la electrónica moderna. Pero a medida que los dispositivos electrónicos se han vuelto cada vez más pequeños, La creación de pequeños componentes de silicio que quepan dentro de ellos se ha vuelto más desafiante y más costoso.

Ahora, Los químicos de UCLA han desarrollado un nuevo método para producir nanocintas de grafeno, Estructuras de próxima generación que muchos científicos creen que algún día impulsarán los dispositivos electrónicos.

Esta investigación se publica en línea en la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

Las nanocintas son tiras extremadamente estrechas de grafeno, el ancho de unos pocos átomos de carbono. Son útiles porque poseen una banda prohibida, lo que significa que los electrones deben ser "empujados" para que fluyan a través de ellos para crear corriente eléctrica, dijo Yves Rubin, profesor de química en el UCLA College y autor principal de la investigación.

"Un material que no tiene banda prohibida permite que los electrones fluyan sin obstáculos y no se puede utilizar para construir circuitos lógicos, " él dijo.

Rubin y su equipo de investigación construyeron nanocintas de grafeno molécula por molécula utilizando una reacción simple basada en luz ultravioleta y exposición a 600 grados de calor.

"Nadie más ha podido hacer eso, pero será importante si se quiere construir estas moléculas a escala industrial, "dijo Rubin, quien también es miembro del California NanoSystems Institute en UCLA.

El proceso mejora otros métodos existentes para crear nanocintas de grafeno, uno de los cuales consiste en cortar tubos abiertos de grafeno conocidos como nanotubos de carbono. Ese enfoque en particular es impreciso y produce cintas de tamaños inconsistentes, un problema porque el valor de la banda prohibida de una nanocinta depende de su ancho, Dijo Rubin.

Para crear las nanocintas, los científicos comenzaron cultivando cristales de cuatro moléculas incoloras diferentes. Los cristales bloquearon las moléculas en la orientación perfecta para reaccionar, y luego el equipo usó luz para unir las moléculas en polímeros, que son grandes estructuras compuestas por unidades repetidas de átomos de carbono e hidrógeno.

Luego, los científicos colocaron el brillante, polímeros de color azul oscuro en un horno que contiene solo gas argón y los calienta a 600 grados Celsius. El calor proporcionó el impulso de energía necesario para que los polímeros formaran los enlaces finales que dieron a las nanocintas su forma final:anillos hexagonales compuestos de átomos de carbono, y átomos de hidrógeno a lo largo de los bordes de las cintas.

"Básicamente estamos carbonizando los polímeros, pero lo estamos haciendo de forma controlada, "Dijo Rubin.

El proceso, que tomó alrededor de una hora, produjo nanocintas de grafeno de solo ocho átomos de carbono de ancho pero miles de átomos de largo. Los científicos verificaron la estructura molecular de las nanocintas, que eran de color negro profundo y brillantes, brillando con luz de diferentes longitudes de onda en ellos.

"Observamos qué longitudes de onda de luz se absorbieron, ", Dijo Rubin." Esto revela firmas de la estructura y composición de las cintas ".

Los investigadores han presentado una solicitud de patente para el proceso.

Rubin dijo que el equipo ahora está estudiando cómo manipular mejor las nanocintas, un desafío porque tienden a permanecer juntas.

"Ahora, son haces de fibras, "Dijo Rubin." El próximo paso será capaz de manejar cada nanocinta una por una ".