Investigadores europeos a la vanguardia de la tecnología de materiales ultrafinos
Un equipo de investigadores europeos ha creado una membrana sólida de carbono de tan sólo un átomo de grosor, lo que constituye el material más fino del mundo. Sus hallazgos podrían utilizarse para fabricar componentes electrónicos superrápidos y acelerar el desarrollo de fármacos. Su trabajo, cofinanciado por el Sexto Programa Marco de la UE, se publica en el último número de la revista Nature. En 2004, el profesor Andre Geim, de la Universidad de Manchester, y sus colegas, descubrieron una clase nueva de materiales que son verdaderas capas de átomos de tan sólo un átomo de grosor. Este descubrimiento causó gran júbilo en el mundo de la física, pero ciertos experimentos realizados en películas finas parecían indicar que esos materiales nuevos se quebrarían si no están pegados con firmeza a un sustrato. En esta investigación nueva, el profesor Geim y sus colaboradores de Alemania y Países Bajos ponen a prueba esa teoría. El grafeno se compone de una única capa de átomos de carbono que están unidos siguiendo un patrón similar a la red de alambre de un corral. Los investigadores crearon una lámina de grafeno sobre un chip de silicio y acoplaron el grafeno a un entramado frágil de alambres de oro. A continuación disolvieron el chip en ácido, de forma que la lámina de grafeno quedó suspendida por sí sola sobre el entramado. La membrana de grafeno tenía una superficie aproximada de un micrómetro cuadrado y contenía unos treinta millones de átomos de carbono. A pesar de su escaso grosor, la membrana sorprendió por su gran estabilidad. La clave de su resistencia radica en que las capas no son completamente planas, sino ligeramente arrugadas, propiedad que hace que el material goce de una estabilidad similar a la del cartón corrugado. «Los cristales atómicos de dos dimensiones exactas no pueden existir, a menos que su tamaño sea reducido o el cristal presente muchos defectos», explican los investigadores. «Las ondulaciones microscópicas del grafeno bidimensional observadas en la tercera dimensión suponen una vía inesperada para reconciliar la alta calidad del grafeno y su estabilidad termodinámica.» «Las membranas bidimensionales son radicalmente distintas de los cristales tridimensionales convencionales», indicó el profesor Jannik Meyer, del Instituto Max Planck de Investigación del Estado Sólido. «Ahora empezamos a descubrir sus propiedades fundamentales y a investigar sus posibles aplicaciones.» Los científicos opinan que estos materiales nuevos se podrían usar a modo de tamiz para filtrar gases ligeros o para fabricar interruptores electromecánicos en miniatura. Podrían usarse también como apoyo para moléculas individuales que se analicen en microscopios de electrones. Esto podría tener relevancia para quienes realizan investigaciones orientadas a la medicina, puesto que haría posible analizar con rapidez la estructura atómica de moléculas complejas. «Se trata de un tipo de tecnología completamente nuevo. Incluso la palabra nanotecnología resulta inapropiada para describir estas membranas nuevas», apuntó el profesor Geim. «Hemos demostrado que es posible producir membranas hiperfinas, de un grosor de tan sólo un átomo. Creemos que esta tecnología se puede adaptar para diversas aplicaciones. No obstante, lo realmente complicado es conseguir que estas membranas resulten baratas y suficientemente abundantes para aplicaciones a gran escala.»
Países
Alemania, Países Bajos, Reino Unido