Imagine un material tan flexible y liviano como el papel de aluminio que se vuelve rígido y lo suficientemente duro como para detener una bala en el impacto. En un artículo publicado recientemente en Nanotecnología de la naturaleza , investigadores de la Universidad de la Ciudad de Nueva York CUNY describen un proceso para crear diameno: láminas flexibles de grafeno en capas que temporalmente se vuelven más duras que el diamante e impenetrables en caso de impacto.
Los científicos del Centro de Investigación Científica Avanzada ASRC en el Centro de Graduados, CUNY, trabajaron para teorizar y probar cómo dos capas de grafeno, cada una de un átomo de espesor, podrían transformarse en un material similar al diamanteimpacto a temperatura ambiente. El equipo también descubrió que el momento de la conversión resultó en una reducción repentina de la corriente eléctrica, lo que sugiere que el diameno podría tener interesantes propiedades electrónicas y espintrónicas. Los nuevos hallazgos probablemente tendrán aplicaciones en el desarrollo de recubrimientos protectores resistentes al desgaste y ultraligerospelículas a prueba de balas.
"Esta es la película más delgada con la rigidez y dureza del diamante jamás creada", dijo Elisa Riedo, profesora de física en el ASRC e investigadora principal del proyecto. "Anteriormente, cuando probamos grafito o una sola capa atómica de grafeno,aplicaríamos presión y sentiríamos una película muy suave. Pero cuando la película de grafito tenía exactamente dos capas de espesor, de repente nos dimos cuenta de que el material bajo presión se estaba volviendo extremadamente duro y rígido o más rígido que el diamante a granel ".
Angelo Bongiorno, profesor asociado de química en el CUNY College de Staten Island y parte del equipo de investigación, desarrolló la teoría para crear diameno. Él y sus colegas utilizaron simulaciones atomísticas por computadora para modelar resultados potenciales al presurizar dos capas de grafeno en forma de panal alineadas endiferentes configuraciones. Riedo y otros miembros del equipo utilizaron un microscopio de fuerza atómica para aplicar presión localizada a grafeno de dos capas en sustratos de carburo de silicio y encontraron un acuerdo perfecto con los cálculos. Los experimentos y la teoría muestran que esta transición de grafito-diamante no ocurremás de dos capas o para una sola capa de grafeno.
"El grafito y los diamantes están hechos completamente de carbono, pero los átomos están ordenados de manera diferente en cada material, dándoles propiedades distintas como dureza, flexibilidad y conducción eléctrica", dijo Bongiorno. "Nuestra nueva técnica nos permite manipular el grafito de modo queque puede asumir las propiedades beneficiosas de un diamante en condiciones específicas "
El trabajo exitoso del equipo de investigación abre posibilidades para investigar la transición de fase de grafito a diamante en materiales bidimensionales, según el documento. La investigación futura podría explorar métodos para estabilizar la transición y permitir aplicaciones adicionales para los materiales resultantes.
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Materiales proporcionado por Centro de Investigación de Ciencias Avanzadas, GC / CUNY . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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