Investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk, junto con sus colegas internacionales, han descubierto un método para modificar y utilizar el grafeno, un conductor delgado de un átomo de corriente y calor, sin destruirlo. Gracias al método, los investigadores pudieron sintetizar un polímero bien estructurado con un fuerte enlace covalente en grafeno de una sola capa. Llaman al resultado "alfombras de polímero". La estructura es muy estable y menos propensa a degradarse con el tiempo. prometedora para el desarrollo de la electrónica orgánica flexible. Si se agrega una capa de bisulfuro de molibdeno sobre esta "nanocarpeta, "la estructura resultante genera corriente bajo exposición a la luz. El estudio fue publicado en el Revista de Química de Materiales C .

El grafeno es simultáneamente el más duradero, luz y un material de carbono eléctricamente conductor. Se puede utilizar para fabricar baterías solares, pantallas de teléfonos inteligentes, electrónica delgada y flexible, e incluso en filtros de agua, ya que las películas de grafeno pasan las moléculas de agua y detienen todos los demás compuestos. El grafeno debe integrarse en estructuras complejas para poder utilizarse con éxito. Sin embargo, esto supone un desafío. Según los científicos, el grafeno en sí es lo suficientemente estable y reacciona mal con otros compuestos. Para que reaccione con otros elementos, es decir, modificarlo, el grafeno generalmente se destruye al menos parcialmente. Esta modificación degrada las propiedades de los materiales obtenidos.

Profesor Raúl D. Rodríguez, de la Escuela de Investigación en Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas, dice, "Al funcionalizar el grafeno, debes tener mucho cuidado. Si te excedes, se pierden las propiedades únicas del grafeno. Por lo tanto, Decidimos seguir un camino diferente. En grafeno, hay nanodefectos inevitables, por ejemplo, en los bordes del grafeno y arrugas en el plano. Los átomos de hidrógeno suelen estar unidos a tales defectos. Es este hidrógeno el que puede interactuar con otras sustancias químicas ".

Para modificar el grafeno, los autores utilizan un sustrato metálico fino sobre el que se coloca una única capa de grafeno. Luego, el grafeno se cubre con una solución de moléculas de bromo-poliestireno. Las moléculas interactúan con el hidrógeno y se adhieren a los defectos existentes, dando como resultado polihexiltiofeno (P3HT). Una mayor exposición a la luz durante la fotocatálisis conduce al desarrollo de un polímero.

"En el resultado, obtuvimos las muestras con una estructura que se asemeja a 'alfombras de polímero, 'como los llamamos en el periódico. Por encima de una alfombra de polímero 'colocamos disulfuro de molibdeno. Debido a una combinación única de materiales, obtenemos una estructura sándwich que funciona como una batería solar. Es decir, genera corriente cuando se expone a la luz. En nuestros experimentos se establece un fuerte enlace covalente entre las moléculas del polímero y el grafeno, que es crítico para la estabilidad del material obtenido, "señala Rodríguez.

Según el investigador, este método para la modificación del grafeno produce un compuesto muy resistente; también es simple y barato, ya que se utilizan materiales asequibles. El método es versátil porque hace posible el cultivo de polímeros muy diferentes directamente sobre grafeno.

"La fuerza del material híbrido obtenido se logra porque no destruimos el grafeno en sí, pero use defectos preexistentes y un fuerte enlace covalente a las moléculas de polímero. El estudio es prometedor para el desarrollo de dispositivos electrónicos delgados y flexibles en los que las baterías solares se pueden conectar a la ropa. y cuando se deforma, no se romperá, "dice el profesor.