El silicio, el metal brillante y quebradizo que se usa comúnmente para fabricar semiconductores, es un ingrediente esencial de la electrónica moderna. Pero a medida que los dispositivos electrónicos se han vuelto cada vez más pequeños, crear pequeños componentes de silicio que encajan dentro de ellos se ha vuelto más difícil ymás caro.
Ahora, los químicos de UCLA han desarrollado un nuevo método para producir nanoribones de grafeno, estructuras de próxima generación que muchos científicos creen que algún día alimentarán dispositivos electrónicos.
Esta investigación se publica en línea en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
Los nanoribones son tiras extremadamente estrechas de grafeno, del ancho de unos pocos átomos de carbono. Son útiles porque poseen una banda prohibida, lo que significa que los electrones deben ser "empujados" para fluir a través de ellos para crear corriente eléctrica, dijo YvesRubin, profesor de química en el UCLA College y autor principal de la investigación.
"Un material que no tiene banda prohibida permite que los electrones fluyan sin obstáculos y no puede usarse para construir circuitos lógicos", dijo.
Rubin y su equipo de investigación construyeron nanofibras de grafeno molécula a molécula utilizando una reacción simple basada en la luz ultravioleta y la exposición al calor de 600 grados.
"Nadie más ha podido hacer eso, pero será importante si uno quiere construir estas moléculas a escala industrial", dijo Rubin, quien también es miembro del Instituto de Nanosistemas de California en UCLA.
El proceso mejora con respecto a otros métodos existentes para crear nanoribones de grafeno, uno de los cuales consiste en cortar tubos abiertos de grafeno conocidos como nanotubos de carbono. Ese enfoque particular es impreciso y produce cintas de tamaños inconsistentes, un problema porque el valor de la banda prohibida de un nanoribóndepende de su ancho, dijo Rubin.
Para crear los nanoribones, los científicos comenzaron cultivando cristales de cuatro moléculas incoloras diferentes. Los cristales bloquearon las moléculas en la orientación perfecta para reaccionar, y el equipo luego usó la luz para unir las moléculas en polímeros, que son grandes estructuras hechas deunidades repetitivas de átomos de carbono e hidrógeno.
Luego, los científicos colocaron los polímeros azules brillantes y profundos en un horno que contenía solo gas argón y los calentaron a 600 grados Celsius. El calor proporcionó el impulso de energía necesario para que los polímeros formaran los enlaces finales que dieron a los nanoribones su forma final: anillos hexagonales compuestos de átomos de carbono y átomos de hidrógeno a lo largo de los bordes de las cintas.
"Básicamente estamos carbonizando los polímeros, pero lo estamos haciendo de manera controlada", dijo Rubin.
El proceso, que tardó aproximadamente una hora, produjo nanoribones de grafeno de solo ocho átomos de carbono de ancho pero miles de átomos de largo. Los científicos verificaron la estructura molecular de los nanoribones, que eran de color negro intenso y brillantes, al iluminar la luz de diferentes longitudes de ondaa ellos.
"Observamos qué longitudes de onda de luz se absorbieron", dijo Rubin. "Esto revela las firmas de la estructura y composición de las cintas".
Los investigadores han presentado una solicitud de patente para el proceso.
Rubin dijo que el equipo ahora está estudiando cómo manipular mejor los nanoribones, un desafío porque tienden a mantenerse unidos.
"En este momento, son haces de fibras", dijo Rubin. "El siguiente paso será capaz de manejar cada nanoribón uno por uno".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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