El grafeno es uno de los nuevos materiales más prometedores. Sin embargo, los investigadores de todo el mundo todavía están buscando una forma de producir grafeno sin defectos a bajo costo. Los químicos de Friedrich-Alexander-Universiät Erlangen-Nürnberg FAU ahora han tenido éxitoen la producción de grafeno libre de defectos directamente del grafito por primera vez. Recientemente publicaron sus hallazgos en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
El grafeno es bidimensional y consta de una sola capa de átomos de carbono. Es particularmente bueno para conducir electricidad y calor, transparente y flexible pero fuerte. Las propiedades únicas de Grafeno lo hacen adecuado para su uso en una amplia gama de tecnologías pioneras, comoen electrodos transparentes para pantallas flexibles.
Sin embargo, la industria de los semiconductores solo podrá usar el grafeno con éxito una vez que las propiedades como el tamaño, el área y el número de defectos, que influyen en su conductividad, puedan mejorarse durante la síntesis. Un equipo de investigadores de FAU dirigido porEl Dr. Andreas Hirsch, de la Cátedra de Química Orgánica II, ha hecho recientemente un avance crucial en esta área. Con la ayuda del aditivo benzonitrilo, han encontrado una forma de producir grafeno libre de defectos directamente de una solución. Su método permiteel grafeno, que es de mayor calidad que nunca antes se ha cortado, se corta sin causar defectos y también permite establecer propiedades electrónicas específicas a través del número de portadores de carga.Además, su técnica es a la vez de bajo costo y eficiente.
Una forma común de sintetizar grafeno es a través de la exfoliación química del grafito. En este proceso, los iones metálicos se incrustan en el grafito, que está hecho de carbono, dando como resultado lo que se conoce como un compuesto de intercalación.grafeno: se separan con disolventes. El grafeno estabilizado debe separarse del disolvente y reoxidarse. Sin embargo, durante este proceso pueden producirse defectos en las capas individuales de carbono, como la hidratación y la oxidación de los átomos de carbono en la red.Los investigadores de FAU ahora han encontrado una solución a este problema. Al agregar el solvente benzonitrilo, el grafeno se puede eliminar sin que se formen grupos funcionales adicionales, y permanece libre de defectos.
"Este descubrimiento es un avance para los expertos en el campo internacional de la síntesis reductora de grafeno", explica el profesor Hirsch. "En base a este descubrimiento, podemos esperar ver grandes avances en términos de las aplicaciones de este tipo de grafeno que esproducido mediante exfoliación química húmeda. Un ejemplo podría ser el corte de grafeno sin defectos para tecnología de semiconductores o sensores '.
Beneficios adicionales
El método ideado por los investigadores de FAU tiene otra ventaja: la molécula reducida de benzonitrilo formada durante la reacción se vuelve roja siempre que no entre en contacto con oxígeno o agua. Este cambio de color permite que el número de portadores de carga en el sistemase puede determinar fácilmente a través de mediciones de absorción. Esto anteriormente solo se podía hacer midiendo el voltaje y significa que los investigadores de grafeno y batería ahora tienen una nueva forma de medir el estado de carga.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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