Las moléculas de agua distorsionan la resistencia eléctrica del grafeno, pero un equipo de investigadores europeos ha descubierto que cuando este material bidimensional se integra con el metal de un circuito, la resistencia de contacto no se ve afectada por la humedad. Este hallazgo ayudará a desarrollar nuevos sensores con una reducción de costes significativa.

Las muchas aplicaciones del grafeno, una hoja atómicamente delgada de átomos de carbono con extraordinaria conductividad y propiedades mecánicas, incluyen la fabricación de sensores. Estos transforman los parámetros ambientales en señales eléctricas que se pueden procesar y medir con una computadora.

Debido a su estructura bidimensional, Los sensores basados ​​en grafeno son extremadamente sensibles y prometen un buen rendimiento a un bajo coste de fabricación en los próximos años.

Lograr esto, el grafeno necesita hacer contactos eléctricos eficientes cuando se integra con un circuito electrónico convencional. Estos contactos adecuados son cruciales en cualquier sensor y afectan significativamente su rendimiento.

Pero surge un problema:el grafeno es sensible a la humedad, a las moléculas de agua en el aire circundante que se adsorben en su superficie. Las moléculas de H2O cambian la resistencia eléctrica de este material de carbono, que introduce una señal falsa en el sensor.

Sin embargo, Los científicos suecos han descubierto que cuando el grafeno se une al metal de los circuitos electrónicos, la resistencia de contacto (la parte de la resistencia total de un material debido a un contacto imperfecto en la interfaz) no se ve afectada por la humedad.

"Esto facilitará la vida a los diseñadores de sensores, ya que no tendrán que preocuparse de que la humedad influya en los contactos, solo la influencia sobre el grafeno en sí, "explica Arne Quellmalz, un doctorado estudiante en KTH Royal Institute of Technology (Suecia) y el investigador principal de la investigación.

El estudio, publicado en la revista Interfaces y materiales aplicados ACS , se ha llevado a cabo experimentalmente utilizando grafeno junto con sustratos de metalización de oro y sílice en estructuras de prueba de modelos de líneas de transmisión, así como simulaciones por computadora.

"Al combinar el grafeno con la electrónica convencional, puede aprovechar tanto las propiedades únicas del grafeno como el bajo costo de los circuitos integrados convencionales ", dice Quellmalz, "Una forma de combinar estas dos tecnologías es colocar el grafeno encima de la electrónica terminada, en lugar de depositar el metal encima de la lámina de grafeno ".

Como parte del proyecto europeo CO2-DETECT, los autores están aplicando este nuevo enfoque para crear los primeros prototipos de sensores basados ​​en grafeno. Más específicamente, el propósito es medir el dióxido de carbono (CO ₂ ), el principal gas de efecto invernadero, mediante detección óptica de luz infrarroja media ya menor coste que con otras tecnologías.