El grafeno es un material maravilloso cargado de grandes expectativas.
Descubierto en 2004, es 1 millón de veces más delgado que un cabello humano, 300 veces más fuerte que el acero y es el conductor más conocido de calor y electricidad. Estas cualidades podrían, entre otras cosas, hacer que las computadoras sean más rápidas, las baterías más potentes y solarespaneles más eficientes.
Pero el material es difícil de manipular más allá de su forma bidimensional.
Recientemente, los científicos vertieron suspensión de óxido de grafeno, una forma similar al gel del material, en moldes de congelación para crear objetos tridimensionales. El proceso funciona, pero solo con estructuras simples que tienen aplicaciones comerciales limitadas.
Otra opción es usar una impresora 3-D. En este escenario, los científicos suelen mezclar grafeno con un polímero u otro agente espesante. Esto ayuda a evitar que la estructura se desmorone. Pero cuando el polímero se elimina mediante un proceso térmico, dañala delicada estructura
Un equipo de investigación, compuesto por ingenieros de la Universidad de Buffalo, la Universidad Estatal de Kansas y el Instituto de Tecnología de Harbin en China, puede haber resuelto ese problema.
Un estudio publicado el 10 de febrero en la revista pequeño describe cómo el equipo usó una impresora 3-D modificada y agua congelada para crear cubos en forma de red y un truss tridimensional con voladizos que usan óxido de grafeno. Las estructuras podrían ser un paso importante para hacer que el grafeno sea comercialmente viable en electrónica, medicinadispositivos de diagnóstico y otras industrias.
"El grafeno es notoriamente difícil de manipular, pero las estructuras que construimos muestran que es posible controlar su forma en formas tridimensionales", dijo Chi Zhou, profesor asistente de ingeniería industrial y de sistemas en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB,y un autor correspondiente del estudio.
Zhou es miembro de Sustainable Manufacturing and Advanced Robotic Technologies SMART, una Comunidad de Excelencia de UB lanzada en 2015; también es miembro del Centro de Excelencia en Informática de Materiales del Estado de Nueva York de UB.
En sus experimentos, el equipo de investigación mezcló el óxido de grafeno con agua. Luego imprimieron la estructura de celosía en una superficie de -25 ° C. El grafeno se intercala entre las capas de hielo congelado, que actúan como soporte estructural.
Después de completar el proceso, la red se sumerge en nitrógeno líquido, lo que ayuda a formar enlaces de hidrógeno aún más fuertes. La red se coloca en un liofilizador, donde el hielo se transforma en gas y se elimina. El resultado final es un complejo, estructura tridimensional hecha de aerogel de grafeno que conserva su forma a temperatura ambiente.
"Al mantener el grafeno en un ambiente frío, pudimos asegurarnos de que conservara la forma que diseñamos. Este es un paso importante para hacer del grafeno un material comercialmente viable", dijo Dong Lin, profesor asistente de sistemas industriales y de fabricacióningeniería en Kansas State University, y el otro autor correspondiente del estudio.
Los investigadores planean aprovechar sus hallazgos investigando cómo crear estructuras de aerogel formadas por múltiples materiales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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