Investigadores de la Universidad de Manchester han producido un nuevo e innovador material, el grafano, que ha sido derivado a partir del grafeno.
El grafeno, que fue descubierto por la misma universidad en 2004, es un cristal de un átomo de grosor con propiedades conductivas inusualmente altas, el cual se ha convertido rápidamente en uno de los temas más candentes de la física y la ciencia de los materiales. También se ha propuesto para un número de aplicaciones futuras en electrónica y fotónica.
Pero en una investigación publicada hoy (viernes 30 de enero de 2009) el Profesor Andre Geim y la Dra. Kostya Novoselov, que lideran el grupo que descubrió el grafeno en 2004, sugieren que su uso podría ser mucho mayor.
Esto se debe a que los científicos, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Manchester, han encontrado que el grafeno reaccionaría con otras sustancias para formar nuevos compuestos con distintas propiedades – abriendo aún más oportunidades para el desarrollo del campo de la electrónica.
Como parte de la investigación, publicada hoy en la importante revista científica Science, el Profesor Geim y la Dra. Novoselov han usado hidrógeno para modificar el grafeno altamente conductivo en un nuevo cristal bidimensional – el grafano.
La adición de un átomo de hidrógeno a cada átomo de carbono del grafeno logró el nuevo material sin alterar ni dañar la "malla" distintiva de un átomo de grosor propia de la construcción.
Pero en lugar de ser altamente conductivo, como el grafeno, la nueva sustancia grafano tiene propiedades aislantes.
Los investigadores dicen que los hallazgos demuestran que el material puede modificarse usando la química – limpiando el camino para el descubrimiento de más derivados químicos basados en el grafeno.
"El grafeno es un conductor excelente y se ha propuesto para muchas aplicaciones electrónicas", dijo la Dra. Novoselov. "No obstante, es tentador observar distintas formas de lograr un control adicional de sus propiedades electrónicas a través del uso de la química.
"Nuestro trabajo demuestra que es una ruta viable y esperamos que abra las compuertas de otros derivados químicos basados en el grafeno. Esto debería ampliar drásticamente las posibles aplicaciones".
Las propiedades electrónicas únicas del grafeno ya han llevado a los investigadores a observar formas en la que podría usarse el material en el desarrollo de transistores cada más rápidos y pequeños. No obstante, la ausencia del hueco de energía en el espectro electrónico forzó a los científicos a usar estructuras basadas en el grafeno más complejas como los contactos de punto cuántico y los puntos cuánticos para este propósito.
El descubrimiento de que el grafeno puede modificarse para crear nuevos materiales, ajustando en detalle sus propiedades electrónicas, ha abierto unas posibilidades cada vez mayores en el desarrollo de dispositivos electrónicos futuros a partir de este material realmente versátil.
El Profesor Geim dijo: "La industria moderna de semiconductores hace uno de toda la tabla periódica: desde los aislantes a semiconductores o metales. Pero, ¿qué pasaría si un único materia se modifica de tal forma que cubra todo el espectro de necesidades para las aplicaciones electrónicas? Imagina una oblea de grafeno con todas sus interconexiones hechas de prístino grafeno altamente conductivo mientras que otras partes se modifican químicamente para convertirse en semiconductores y trabajar como transistores".
Los investigadores de Manchester produjeron cristales de alta calidad de grafano exponiendo grafeno puro a hidrógeno atómico. La aproximación demuestra una forma de hacer otro material cristalino ultrafino basado en el grafeno.
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