El prodigioso
material esperanza de la próxima generación de componentes electrónicos y
motivo de Premio
Nobel de Física le
han alfombrado un camino nuevo para explorar. Científicos de la Universidad de
Northwestern (en Illinois, Estados Unidos) han ideado un método para construir
estructuras con grafeno, basándose en una conocida técnica que usan impresoras
en millones de hogares y oficinas.
Una de las ambiciones respecto al grafeno es que
sirva para acercarnos a los dispositivos flexibles. Modelos con estas
características ya los hemos podido
ver, sin ir más lejos de la mano de Samsung en el CES. Pero el nuevo material
optimizaría costes y rendimiento. De ahí su importancia para la industria de
los terminales móviles, la que más provecho podrá sacar a este tipo de estructuras en un principio.
Un equipo de investigadores de la Universidad de
Northwestern ha explorado la construcción de estructuras flexibles a partir de
un nuevo método de tratamiento del grafeno.
Han desarrollado una tinta basada en este material y han logrado utilizarla en impresoras de inyección para grabar modelos
electrónicos sobre una superficie. Estas estructuras resultantes son muy
flexibles y con una alta capacidad de conducción.
A estas alturas son de sobra conocidas las
propiedades del grafeno como gran conductor de electricidad, material flexible
y resistente. El profesor de materiales e ingeniería de la Universidad de
Northwestern, Mark Hersam, confía en poder trasladar estas cualidades a través
de la impresión 3D.
“Creando una tinta basada en grafeno imprimible
mediante impresoras de inyección tenemos un camino barato y escalable para
explotar estas propiedades en tecnologías del mundo real”, explica.
UNA TÉCNICA PARA HACER REALIDAD EL GRAFENO
Entre las técnicas desarrolladas para fijar el
grafeno a una superficie, el reciente descubrimiento se presenta como la
más eficaz. Puede parecer algo cotidiano, relacionado con las impresoras
tradicionales que puede haber en una oficina o un hogar, pero el método de
inyección se ha explorado con el fin de fabricar transistores y diversos
componentes electrónicos, incluidos paneles solares.
Las
ventajas de la técnica son que no es cara y que puede imprimir con facilidad en
superficies diversas. Sin embargo, el procedimiento se complica cuando el
material que usamos es grafeno. Hay que conservar la estructura física, en
láminas de carbono, midiendo la cantidad exacta para así no cambiar las
propiedades del compuesto. Sobrepasar el límite establecido puede tener como
consecuencia que varias láminas de grafeno conformen grafito, ya que ambos
tienen una estructura hexagonal, si bien el primero tiene el grosor de un solo
átomo y el segundo de varios.
En los
experimentos realizados por el equipo de Northwestern, los científicos tratan
el grafeno previamente, produciéndolo de forma masiva sin que éste pierda
conductividad. Utilizando etanol y
etilcelulosa se exfolia el grafito a temperatura
ambiente, dando como resultado las láminas de un átomo de grosor. Así se logra
un polvo concentrado que se mezcla con un disolvente para dar lugar a la tinta.
Esta
tinta es la materia prima que se introduce en una impresora de inyección para
dar lugar a las estructuras dotadas de flexibilidad. La conductividad del
material permanece intacta incluso al doblarlo en un ángulo más de generoso.
Transferir con éxito las propiedades físicas del grafeno a estructuras
artificiales (aunque estén compuestas de este material) supone allanar el
camino a la llegada de dispositivos que se puedan doblar, girar sobre sí mismos
o estirar.
ALTERNATIVAS EMERGENTES AL GRAFENO
Si bien el grafeno se ha convertido en el prodigio científico recurrente
del campo de la electrónica, empiezan a asomar la cabeza alternativas de
propiedades francamente ventajosas para aplacar la impaciencia de algunos. El siliceno es una de ellas
y su concepto está basado en el mismo principio que el anterior material. Es de
corte bidimensional, formado por átomos de silicio puro y tiene una estructura
también hexagonal.
Las semejanzas físicas son claras y también lo son algunas de las propiedades,
como la resistencia. Su investigación aún está en los comienzos, pero se ha
descubierto que podría tener una aplicación destacada en el uso de baterías.
Podría dotarlas de una vida útil más larga, sin que sufrieran un desgaste
progresivo como ocurre con las actuales. En todo caso todo pertenece al campo
teórico, ya que la información se ha extraído de experimentos con
nanoestructuras de silicio, no siliceno propiamente dicho.
La nanocelulosa cristalina
es otro de los materiales que pretenden hacerle sombra al grafeno. De origen
natural, es un biopolímero compuesto de moléculas de β-glucosa que abunda en la
naturaleza en forma de
biomasa. Entre
sus propiedades se cuentan una gran resistencia, acompañada de un alto nivel
de conducción
eléctrica, siendo
también extremadamente ligero. Por ahora las investigaciones están igualmente
en fase embrionaria, pero se espera que pueda ser relevante para la industria
farmacéutica y la electrónica.
Fuente original:
http://blogthinkbig.com por Pablo G. Bejerano
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