Al introducir defectos en la superficie perfecta del grafeno en el carburo de silicio, los investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia han aumentado la capacidad del material para almacenar carga eléctrica. Este resultado, que ha sido publicado en la revista científica Electrochimica Acta , aumenta nuestro conocimiento de cómo se puede usar este material ultrafino.
El material más delgado jamás producido, el grafeno, consiste en una sola capa de átomos de carbono. Forman una estructura de alambre de pollo de un átomo de espesor, con propiedades únicas. Es alrededor de 200 veces más resistente que el acero y altamente flexible. Es transparente, pero los gases y los líquidos no pueden pasar a través de él. Además, es un excelente conductor de electricidad. Hay muchas ideas sobre cómo se puede usar este nanomaterial, y la investigación en futuras aplicaciones es intensa.
"El grafeno es fascinante, pero extremadamente difícil de estudiar", dice Mikhail Vagin, ingeniero de investigación principal del Departamento de Ciencia y Tecnología y del Departamento de Física, Química y Biología de la Universidad de Linköping.
Uno de los factores que contribuyen a la dificultad para comprender las propiedades del grafeno es que es lo que se conoce como material "anisotrópico". Esto significa que sus propiedades cuando se miden en la superficie plana de la capa de átomos de carbono difieren de las medidasAdemás, los intentos de comprender el comportamiento del grafeno a nivel atómico se complican por el hecho de que puede producirse de varias maneras. Las propiedades del grafeno en pequeñas escamas, que tienen muchos bordes, difieren en varias formas de lasde grafeno producido como láminas con un área alrededor de 1 cm2.
Los investigadores que llevaron a cabo el estudio utilizaron grafeno creado en un cristal de carburo de silicio por un método desarrollado en la Universidad de Linköping. Cuando el carburo de silicio se calienta a 2000 ° C, los átomos de silicio en la superficie se mueven a la fase de vapor y solo el carbonolos átomos permanecen. El grafeno no reacciona fácilmente con su entorno debido a la alta calidad de la capa de grafeno y su inercia innata, mientras que las aplicaciones a menudo dependen de la interacción controlada entre el material y el entorno, como las moléculas de gas. Una discusión continua entreLos investigadores en el campo es si es posible activar el grafeno en la superficie plana o si es necesario tener bordes. Los investigadores de LiU investigaron qué sucede cuando los defectos en la superficie se introducen de manera controlada, y de esta manera intentaronComprenda con más detalle cómo las propiedades del grafeno están relacionadas con su estructura.
"Un proceso electroquímico conocido como 'anodizado' rompe la capa de grafeno de manera que se crean más bordes. Medimos las propiedades del grafeno anodizado y descubrimos que la capacidad del material para almacenar electricidad era bastante alta", dice Mikhail Vagin.
Se necesita más trabajo antes de que se pueda utilizar el nuevo conocimiento y producir el mismo efecto a mayor escala. Los científicos planean hacer un seguimiento de la investigación de varias maneras.
"El grafeno en el carburo de silicio se puede hacer en áreas más grandes que otros tipos de grafeno. Si podemos cambiar las propiedades del material de forma controlada, es posible adaptar la superficie para otras funciones. Puede ser posible,por ejemplo, para crear un sensor que tenga su propia batería incorporada ", dice Mikael Syväjärvi, ingeniero de investigación principal en el Departamento de Física, Química y Biología y coautor del artículo. Es uno de los fundadores de una compañía, Graphensic AB, que trabaja con aplicaciones comerciales de grafeno en carburo de silicio.
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Materiales proporcionado por Linköping Universitet . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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