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Grafeno, ‘bueno, bonito y barato’

  • Los científicos en todo el mundo creen que el grafeno va a revolucionar la informática, la electrónica y la medicina; pero la incapacidad de producir hojas en masa ha bloqueado su uso generalizado.

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Un equipo internacional de investigadores han utilizando hielo seco para producir en masa, de una manera sencilla y barata, nanoláminas de grafeno de alta calidad. El grafeno, que está hecho de grafito, ha sido aclamado como el material sintético más importante en un siglo; las hojas de este material conducen la electricidad mejor que el cobre, conducen el calor mejor que cualquier otro material conocido, y son más duras que los diamantes.

   Los científicos en todo el mundo creen que el grafeno va a revolucionar la informática, la electrónica y la medicina; pero la incapacidad de producir hojas en masa ha bloqueado su uso generalizado. Ahora, una investigación, publicada por Proceedings of the National Academy of Sciences, "ha desarrollado la forma más fácil y barata de producir en masa mejores hojas de grafeno", según ha explicado uno de los autores del trabajo, Liming Dai.

   Para llevar a cabo este logro, los investigadores colocaron dióxido de carbono congelado y grafito en un molino de bola, un recipiente lleno de bolas de acero inoxidable. El contenedor giró durante dos días, y la fuerza mecánica produjo copos de grafito susceptibles a la interacción química con el ácido carboxílico, formado durante la molienda.

   Los ácidos carboxílicos hacen que el grafito sea soluble en una clase de disolventes, llamados disolventes próticos -que incluyen agua y metanol- y otra clase llamada disolventes apróticos polares -entre los que se encuentra el dimetilsulfóxido. Una vez dispersados en un disolvente, los copos se separaron en nanoláminas de grafeno de cinco o menos capas.

   Para probar si el material podía usarse para la formación directa de objetos, moldeados para aplicaciones electrónicas, las muestras se comprimieron en gránulos, que resultaron ser unas 688 veces mejores en la conducción de la electricidad. Después de calentar los gránulos a 900 grados Celsius, durante dos horas, las láminas fueron descarboxiladas, es decir, los bordes de las nanoláminas se unieron, mediante fuertes enlaces de hidrógeno, a las láminas vecinas, permaneciendo unidas.

   Para formar grandes superficies de nanoláminas de grafeno, una solución de disolvente, y las nanoláminas grafeno, fueron fundidos en obleas de silicio de 3,5 centímetros, por 5 centímetros, y calentadas a 900 grados Celsius. Una vez más, el calor descarboxiló los bordes, que luego se unieron a los bordes de las piezas cercanas, los investigadores afirman que este proceso está limitado sólo por el tamaño de la oblea.

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   Mediante el uso de amoníaco, o trióxido de azufre, como sustitutos del hielo seco, y usando  diferentes disolventes, "se pueden personalizar los bordes para diferentes aplicaciones", concluye Baek, "para la electrónica, para crear supercondensadores, o para desarrollar catalizadores libres de metal y reemplazar así el platino en las baterías de combustible. Además, se pueden personalizar los bordes para montar estructuras de dos y tres dimensiones".

ECOticias.com – ep

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