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Materiales 2D y capilares de heteroestructuras de van der Waals

Combinar lo mejor de distintos cristales para obtener el material definitivo puede ser una idea atractiva, pero resulta muy difícil de poner en práctica. Ahora, unos investigadores tienen algunos ejemplos de éxito en los que inspirarse: Heteroestructuras con aplicaciones fascinantes.
Materiales 2D y capilares de heteroestructuras de van der Waals
Al combinar cristales 2D en una pila vertical surge una plétora de oportunidades apasionantes. Estas heteroestructuras se mantienen juntas mediante las mismas fuerzas de van der Waals que mantienen unidos los materiales en láminas y ofrecen más combinaciones posibles que cualquier método convencional de crecimiento.

Lo que es más importante, la gama ampliada de las funcionalidades de estas heteroestructuras da lugar a una amplia variedad de aplicaciones posibles. Hasta la fecha, se obtienen transistores de grafeno con la máxima movilidad encapsulando grafeno con nitruro de boro hexagonal.

El proyecto financiado con fondos europeos 2D-HETEROSTRUCTURES (Graphene heterostructures by self-assembly: Top-down meets bottom-up) se centró en el problema de mezclar y combinar cristales con propiedades distintas. Los investigadores utilizaron la técnica más ampliamente utilizada para componer heteroestructuras 2D más avanzadas.

La técnica, que implica la transferencia de cristales de grafeno de gran área, se perfeccionó para fabricar capilares 2D basados en heteroestructuras. Estos capilares, que incluyen cientos de canales paralelos, se utilizaron para estudiar fenómenos de transporte molecular.

En particular, los investigadores analizaron el transporte de agua a través de canales con alturas variables, de entre una sola capa atómica y varias docenas de ellas. Se observó que los nanocapilares fabricados eran idóneos para estudiar el confinamiento del agua a causa de la hidrofobicidad de las paredes de grafeno.

Además de la actividad científica tan interesante que conlleva, la técnica de 2D-HETEROSTRUCTURES abre el camino a posibilidades muy interesantes de ampliar la escala de los dispositivos fabricados desde el tamaño micrométrico hasta el necesario para usos industriales. Además, ofrece la posibilidad de elegir entre distintos materiales para las capas superior e inferior de los capilares, en lugar del grafeno.

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Palabras clave

Van der Waals, heteroestructuras, cristales 2D, grafeno, 2D-HETEROSTRUCTURES
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