A medida que la demanda mundial de dispositivos electrónicos sigue creciendo, también lo hace la presión sobre los recursos finitos utilizados en su producción, como metales y combustibles fósiles. En un esfuerzo por brindar alternativas renovables, Investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un material de nanocarbono para aplicaciones electrónicas elaborado a partir de quitina derivada de conchas de cangrejo. Sus hallazgos fueron publicados en Revista de Química de Materiales C .

Los materiales de nanocarbono son muy prometedores para su uso en dispositivos electrónicos. En particular, aquellos con estructuras tridimensionales (3D) porosas proporcionan redes eficientes para el transporte de carga, así como electrolitos y reactivos. El flujo a través de estas redes se puede mejorar aún más mediante la adición de imperfecciones, conocidas como defectos, en forma de diferentes átomos, como el nitrógeno.

Esfuerzos para utilizar tanto polímeros sintéticos como biomasa para preparar nanocarbono poroso 3D con defectos, han llevado a una detección eficaz, almacen de energia, y materiales de electrocatálisis. Sin embargo, muchos de estos están hechos de recursos no renovables o requieren varios pasos para preparar la red e introducir los defectos.

Por lo tanto, los investigadores han desarrollado materiales nanocarbonados defectuosos porosos en 3D a través de la pirólisis simple, o descomposición térmica, del papel de nanofibras de quitina. La quitina es un biopolímero que es el componente principal de las conchas de los crustáceos. Debido a que la estructura de la quitina contiene átomos de nitrógeno, actúa como su propia fuente de defectos y no se requieren medidas de dopaje.

"Pudimos controlar varias propiedades de los materiales de nanocarbono finales pirolizando el papel de nanofibras de quitina a diferentes temperaturas, "dice el primer autor del estudio, Luting Zhu." La estructura de los poros, Área superficial específica, y la resistividad eléctrica variaba con la temperatura de pirólisis, proporcionándonos un medio útil de ajustar el material para aplicaciones específicas ".

Los papeles de nanofibras de quitina pirolizada se utilizaron con éxito como fotosensores, exhibiendo menor resistencia cuando se exponen a la luz. También se demostró que son electrodos supercondensadores efectivos (componentes eléctricos que pueden almacenar carga eléctrica en un campo eléctrico), con una capacitancia específica más alta que muchos otros materiales de nanocarbono reportados hasta la fecha, indicando su potencial de uso en el almacenamiento de energía.

"Para traducir los hallazgos de laboratorio en productos que tengan un impacto significativo en el mundo real, es importante optimizar los procesos, por eso estamos entusiasmados con nuestro sencillo tratamiento de pirólisis, "explica el autor correspondiente del estudio, Hirotaka Koga". nuestro uso exitoso de un recurso renovable que generalmente se considera un producto de desecho demuestra la viabilidad de la electrónica sostenible ".