Las moléculas de agua distorsionan la resistencia eléctrica del grafeno, pero un equipo de investigadores europeos descubrió que cuando este material bidimensional se integra con el metal de un circuito, la resistencia al contacto no se ve afectada por la humedad. Este hallazgo ayudará a desarrollar nuevossensores -la interfaz entre los circuitos y el mundo real- con una reducción significativa de costos.
Las muchas aplicaciones del grafeno, una capa atómicamente delgada de átomos de carbono con conductividad extraordinaria y propiedades mecánicas, incluyen la fabricación de sensores. Estos transforman los parámetros ambientales en señales eléctricas que se pueden procesar y medir con una computadora.
Debido a su estructura bidimensional, los sensores basados en grafeno son extremadamente sensibles y prometen un buen rendimiento a bajo costo de fabricación en los próximos años.
Para lograr esto, el grafeno necesita hacer contactos eléctricos eficientes cuando se integra con un circuito electrónico convencional. Tales contactos adecuados son cruciales en cualquier sensor y afectan significativamente su rendimiento.
Pero surge un problema: el grafeno es sensible a la humedad, a las moléculas de agua en el aire circundante que se adsorben en su superficie. H 2 las moléculas de O cambian la resistencia eléctrica de este material de carbono, que introduce una señal falsa en el sensor.
Sin embargo, los científicos suecos han descubierto que cuando el grafeno se une al metal de los circuitos electrónicos, la resistencia al contacto la parte de la resistencia total de un material debido al contacto imperfecto en la interfaz no se ve afectada por la humedad.
"Esto facilitará la vida de los diseñadores de sensores, ya que no tendrán que preocuparse por la humedad que influye en los contactos, solo la influencia en el grafeno mismo", explica Arne Quellmalz, estudiante de doctorado en el Instituto Real de Tecnología de KTH Suecia y el investigador principal de la investigación.
El estudio, publicado en la revista Materiales aplicados e interfaces ACS , se ha llevado a cabo experimentalmente usando grafeno junto con metalización de oro y sustratos de sílice en estructuras de prueba de modelos de líneas de transmisión, así como simulaciones por computadora.
"Al combinar el grafeno con la electrónica convencional, puede aprovechar las propiedades únicas del grafeno y el bajo costo de los circuitos integrados convencionales", dice Quellmalz, "Una forma de combinar estas dos tecnologías es colocar el grafeno encima deproductos electrónicos terminados, en lugar de depositar el metal sobre la lámina de grafeno "
Como parte del CO europeo 2 proyecto -DETECT, los autores están aplicando este nuevo enfoque para crear los primeros prototipos de sensores basados en grafeno. Más específicamente, el propósito es medir el dióxido de carbono CO 2 , el principal gas de efecto invernadero, mediante la detección óptica de luz infrarroja media y a menores costos que con otras tecnologías.
Además del KTH Royal Institute of Technology, las empresas SenseAir AB de Suecia y Amo GmbH de Alemania también participan en el CO 2 -DETECT proyecto, como es el Instituto Catalán de Nanotecnología ICN de Barcelona.
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