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Jueves, 13 septiembre 2012
Ciencia de los Materiales

En las propiedades del grafeno influyen las del material que esté en contacto con él

Resultaría insólito que las propiedades del papel con el que envolvemos un objeto cambiasen dependiendo de las propiedades de dicho objeto. Tenemos por tanto bien asumido que el papel sigue siendo el mismo sin importar si envolvemos con él algo hecho de un material o un objeto hecho de otro.

Pero sorprendentemente nuevos experimentos muestran que el grafeno, un singular material que consiste en una sola capa de átomos de carbono colocados en una retícula hexagonal similar a la de un panal de miel, se comporta bastante diferentemente dependiendo de la naturaleza del material que él envuelve. Cuando se ponen láminas de grafeno en substratos hecho de materiales diferentes sus propiedades fundamentales—cómo conduce la electricidad el grafeno y cómo interactúa químicamente con otros materiales—puede ser drásticamente diferente, dependiendo de la naturaleza del material subyacente.

El equipo de la investigadora Qing Hua Wang, y el profesor de ingeniería química Michael Strano, ambos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, recibió una sorpresa al descubrir este comportamiento alterado. Los miembros del equipo de investigación esperaban para se comportara como el grafito, una forma muy conocida de carbono cuya estructura está formada esencialmente por múltiples capas de grafeno amontonadas una encima de las otras.

Pero su conducta resultó ser bastante diferente.

[Img #9751]
Debido a su delgadez extrema, en la práctica el grafeno casi siempre se pone encima de algún otro material para apoyarlo. Cuando ese material de soporte es dióxido de silicio, un material normal usado en la electrónica, el grafeno reacciona al ser expuesto a ciertos agentes químicos. En cambio, eso no sucede cuando el grafeno es colocado encima de nitruro de boro.

En otras palabras, se puede apagar y encender la habilidad del grafeno para formar enlaces químicos con ciertas sustancias, basado en lo que está debajo.

¿Por qué sucede esto?

Al parecer, como el grafeno es tan delgado, la manera en que reacciona está fuertemente afectada por los campos eléctricos de los átomos del material que tiene debajo. Esto significa que es posible crear dispositivos con un substrato de micro-patrones —hechos de algunas regiones de dióxido de silicio y algunos cubiertas con nitruro de boro—cubierto con una capa de grafeno cuya conducta química variará entonces según el patrón oculto. Esto podría permitir, por ejemplo, la producción de micro-arreglos de sensores para detectar el rastro de materiales biológicos o químicos.



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