Para crear computadoras, dispositivos médicos y otras tecnologías avanzadas nuevas y más eficientes, los investigadores están recurriendo a nanomateriales: materiales manipulados en la escala de átomos o moléculas que exhiben propiedades únicas.
El grafeno, una escama de carbono tan delgada como un átomo posterior, es un nanomaterial revolucionario debido a su capacidad para conducir electricidad con facilidad, así como a su extraordinaria resistencia mecánica y flexibilidad. Sin embargo, un obstáculo importante para adoptarlopara aplicaciones cotidianas está produciendo grafeno a gran escala, al tiempo que conserva sus increíbles propiedades.
en un artículo publicado en la revista ChemOpen , Anne S. Meyer, profesora asociada de biología en la Universidad de Rochester, y sus colegas de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, describen una forma de superar esta barrera. Los investigadores describen su método para producir materiales de grafeno utilizando unTécnica novedosa: mezcla de grafito oxidado con bacterias. Su método es una forma más rentable, que ahorra tiempo y es respetuosa con el medio ambiente de producir materiales de grafeno en comparación con los producidos químicamente, y podría conducir a la creación de tecnologías informáticas y equipos médicos innovadores.
El grafeno se extrae del grafito, el material que se encuentra en un lápiz ordinario. Con exactamente un átomo de espesor, el grafeno es el material bidimensional más delgado, pero más fuerte, conocido por los investigadores. Científicos de la Universidad de Manchester en el Reino Unidofueron galardonados con el Premio Nobel de Física de 2010 por su descubrimiento del grafeno; sin embargo, su método de usar cinta adhesiva para hacer grafeno produjo solo pequeñas cantidades del material.
"Para aplicaciones reales, se necesitan grandes cantidades", dice Meyer. "Producir estas cantidades a granel es un desafío y generalmente da como resultado un grafeno que es más espeso y menos puro. Aquí es donde entró nuestro trabajo".
Para producir mayores cantidades de materiales de grafeno, Meyer y sus colegas comenzaron con un vial de grafito. Exfoliaron el grafito, desprendiendo las capas de material, para producir óxido de grafeno GO, que luego mezclaron con elbacterias Shewanella. Dejaron reposar el vaso de precipitados de bacterias y materiales precursores durante la noche, tiempo durante el cual las bacterias redujeron el GO a un material de grafeno.
"El óxido de grafeno es fácil de producir, pero no es muy conductor debido a todos los grupos de oxígeno que contiene", dice Meyer. "Las bacterias eliminan la mayoría de los grupos de oxígeno, lo que lo convierte en un material conductor".
Si bien el material de grafeno producido por bacterias creado en el laboratorio de Meyer es conductor, también es más delgado y más estable que el grafeno producido químicamente. Además, puede almacenarse durante períodos de tiempo más largos, lo que lo hace muy adecuado para una variedad de aplicaciones, que incluyenbiosensores de transistor de efecto de campo FET y tinta conductora. Los biosensores FET son dispositivos que detectan moléculas biológicas y podrían usarse para realizar, por ejemplo, monitoreo de glucosa en tiempo real para diabéticos.
"Cuando las moléculas biológicas se unen al dispositivo, cambian la conductancia de la superficie, enviando una señal de que la molécula está presente", dice Meyer. "Para hacer un buen biosensor de FET, se necesita un material que sea altamente conductor pero que tambiénmodificarse para unirse a moléculas específicas ". El óxido de grafeno que se ha reducido es un material ideal porque es liviano y muy conductor, pero generalmente retiene una pequeña cantidad de grupos de oxígeno que pueden usarse para unirse a las moléculas de interés.
El material de grafeno producido por bacterias también podría ser la base de las tintas conductoras, que a su vez, podrían usarse para fabricar teclados de computadora, placas de circuito o cables pequeños más rápidos y eficientes, como los que se usan para descongelar los parabrisas de los automóviles.Las tintas son una "forma más fácil y económica de producir circuitos eléctricos, en comparación con las técnicas tradicionales", dice Meyer. Las tintas conductoras también podrían usarse para producir circuitos eléctricos sobre materiales no tradicionales como tela o papel.
"Nuestro material de grafeno producido por bacterias conducirá a una idoneidad mucho mejor para el desarrollo de productos", dice Meyer. "Incluso pudimos desarrollar una técnica de 'litografía bacteriana' para crear materiales de grafeno que solo eran conductores en un lado, que puedenconducir al desarrollo de nuevos materiales nanocompuestos avanzados ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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