El grafeno es un material nuevo e interesante, que se ha caracterizado como un 'material maravilloso' por sus excelentes propiedades. El grafeno ganó una gran atención en 2010 cuando se otorgó el Premio Nobel de Física a los investigadores que lo descubrieron. El grafeno tiene solo una capa de átomo de espesor, lo que lo convierte en el material más delgado del mundo. En su disertación, Vesa-Matti Hiltunen demostró que el grafeno se puede "forjar" con luz láser. Esto crea estructuras tridimensionales muy rígidas a partir del grafeno, que potencialmente se puede utilizar para fabricar dispositivos mecánicos más rápidos y precisos.

El grafeno tiene varias propiedades excelentes, como la conductividad eléctrica, transparencia y resistencia mecánica. Debido a estas propiedades, Se ha previsto que el grafeno se utilice en diversas aplicaciones, en almacenamiento de energía, sensores o tecnología de la comunicación.

MSc Vesa-Matti Hiltunen ha estudiado en su Ph.D. cómo se pueden modificar la forma y las propiedades del grafeno exponiéndolo a pulsos láser muy cortos pero potentes. Debido a los pulsos de láser, Normalmente, el grafeno completamente bidimensional se puede moldear en estructuras tridimensionales.

"A este método lo llamamos forja óptica, ya que se asemeja a cómo se puede forjar una hoja de metal plana en formas tridimensionales con un martillo. Las estructuras que se fabrican mediante forja óptica son cientos de veces más altas que el grosor del grafeno, pero aún tan pequeños que se ajustan fácilmente, por ejemplo, en un cabello, "dice Vesa-Matti Hiltunen.

La luz láser endurece el grafeno

Los dispositivos que se pueden fabricar con grafeno son, por ejemplo, diferentes sensores que funcionan vibrando mecánicamente. Se descubrió que la forja óptica endurece el grafeno para que no se doble tan fácilmente. Esta es una observación interesante, dado que el aumento de la rigidez a la flexión también aumenta la frecuencia vibratoria del grafeno. Mayor frecuencia, Sucesivamente, puede mejorar la velocidad y precisión de los dispositivos fabricados con él.

"Usando la forja óptica pudimos crear estructuras que son hasta 10 000 veces más rígidas que el grafeno sin modificar. Esto es un récord para un material tan delgado como este". "dice Hiltunen.

La forma es el resultado de cambios en la escala atómica.

Durante el estudio, se descubrió que la forja óptica provoca defectos de celosía en el grafeno, es decir, la estructura del grafeno se rompe.

El grafeno comienza a desprenderse de puntos aleatorios. Si el grafeno se expone a la luz láser durante un tiempo suficiente, los defectos en forma de puntos se convierten en defectos de línea, o grietas. Los defectos conducen a la expansión local del grafeno, lo que hace que el grafeno se abulte en formas tridimensionales.

"La investigación dio mucha información sobre cómo se puede alterar la forma del grafeno y sus propiedades. Una gran fortaleza del método es que para modificar el grafeno, no se necesitan procesos complejos ni tratamientos químicos. La luz láser es todo lo que se necesita, "Hiltunen resume.