Los ingenieros han descubierto una nueva forma de producir el grafeno, un «material maravilloso», que por fin podría permitirle aprovechar al máximo su potencial.
Cuando se descubrió creando una sola capa de átomos de carbono en 2004, los científicos aclamaron el material como una revolución potencial. Es tan conductor y tan poderoso que los expertos dicen que podría transformar todo, desde el almacenamiento de energía hasta los dispositivos médicos y la electrónica personal.
Pero este potencial nunca se materializó plenamente. Esto se debe en parte a que es difícil fabricarlo de forma limpia y a gran escala.
Uno de los problemas es que es difícil hacerlo de forma limpia y sin impurezas. Pero los investigadores dicen que el nuevo proceso permite fabricar grafeno de forma limpia y reducible.
Lo hicieron trabajando para descubrir que la calidad del grafeno está relacionada con el oxígeno. Si hay incluso una pequeña fracción de oxígeno alrededor, afecta en gran medida la tasa de crecimiento del grafeno y significa que puede que no sea posible utilizarlo.
«Hemos demostrado que eliminar casi todo el oxígeno del proceso de crecimiento es clave para lograr una síntesis de grafeno CVD reproducible y de alta calidad», dijo el investigador principal James Hohn, de la Universidad de Columbia. «Este es un hito hacia la producción de grafeno a gran escala».
Tradicionalmente, los ingenieros han producido grafeno de dos maneras. El primero utiliza cinta adhesiva para pelar capas de un trozo de grafito hasta que sea lo suficientemente delgado como para usarlo como grafeno, produciendo muestras limpias, pero a pequeña escala, lo que hace imposible su uso industrial.
El otro permite una mayor producción y se conoce como crecimiento CVD. Implica pasar un gas que contiene carbono, como el metano, sobre una superficie de cobre a temperaturas increíblemente altas, lo que hace que el metano se desintegre y obliga a los átomos de carbono a reorganizarse en una capa de grafeno.
Esto les permite alcanzar metros de tamaño. Pero también sufrieron problemas con su calidad confiable.
Los investigadores ya han descubierto que cualquier oxígeno en este proceso lo ralentizaría o incluso eliminaría el grafeno. Desde entonces, los ingenieros han intentado construir nuevos sistemas que puedan controlar el oxígeno y evitar que comprometa el proceso.
Ahora los científicos dicen que han mejorado enormemente este proceso, permitiendo que el grafeno crezca de manera más rápida y confiable. Descubrieron que el grafeno producido también presentaba todos los comportamientos necesarios que podrían permitir su uso a gran escala.
Este trabajo se informa en un nuevo artículo titulado “Síntesis de grafeno reproducible mediante deposición química de vapor libre de oxígeno”, publicado en la revista. naturaleza.
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