No necesita un láser grande para fabricar grafeno inducido por láser LIG. Los científicos de la Universidad de Rice, la Universidad de Tennessee, Knoxville UT Knoxville y el Laboratorio Nacional Oak Ridge ORNL están utilizando un haz visible muy pequeñopara quemar la forma espumosa de carbono en patrones microscópicos
Los laboratorios del químico James Rice, James Tour, que descubrió el método original para convertir un polímero común en grafeno en 2014, y el científico de materiales de Tennessee / ORNL Philip Rack reveló que ahora pueden ver cómo se forma el material conductivo mientras produce pequeños rastros de LIG enun microscopio electrónico de barrido SEM.
El proceso alterado, detallado en la American Chemical Society Materiales aplicados e interfaces ACS , crea LIG con características más de un 60% más pequeñas que la versión macro y casi 10 veces más pequeñas de lo que normalmente se logra con el anterior láser infrarrojo.
Los láseres de menor potencia también hacen que el proceso sea menos costoso, dijo Tour. Eso podría conducir a una producción comercial más amplia de dispositivos electrónicos y sensores flexibles.
"Una clave para las aplicaciones electrónicas es hacer estructuras más pequeñas para que uno pueda tener una densidad más alta, o más dispositivos por unidad de área", dijo Tour. "Este método nos permite hacer estructuras que son 10 veces más densas que antes""
Para probar el concepto, el laboratorio fabricó sensores de humedad flexibles que son invisibles a simple vista y fabricados directamente en poliimida, un polímero comercial. Los dispositivos pudieron detectar el aliento humano con un tiempo de respuesta de 250 milisegundos.
"Esto es mucho más rápido que la frecuencia de muestreo para la mayoría de los sensores de humedad comerciales y permite el monitoreo de los cambios locales de humedad rápidos que pueden ser causados por la respiración", dijo el autor principal del artículo, el investigador postdoctoral de Rice Michael Stanford.
Los láseres más pequeños bombean luz a una longitud de onda de 405 nanómetros, en la parte azul-violeta del espectro. Estos son menos potentes que los láseres industriales que el Grupo Tour y otros en todo el mundo usan para quemar grafeno en plástico, papel,madera e incluso comida.
El láser montado en SEM quema solo las cinco micras superiores del polímero, escribiendo características de grafeno tan pequeñas como 12 micras en comparación, un cabello humano tiene entre 30 y 100 micras de ancho.
Trabajar directamente con ORNL permitió que Stanford aprovechara el equipo avanzado del laboratorio nacional. "Eso es lo que hizo posible este esfuerzo conjunto", dijo Tour.
"Hice una gran parte de mi investigación de doctorado en ORNL, así que estaba al tanto de las excelentes instalaciones y los científicos y cómo podían ayudarnos con nuestro proyecto", dijo Stanford. "Las características de LIG que estábamos creando eran tanpequeño que hubieran sido casi imposibles de encontrar si tuviéramos que aplicar los patrones y luego buscarlos en el microscopio ".
Tour, cuyo grupo introdujo recientemente el grafeno flash para convertir instantáneamente la basura y el desperdicio de alimentos en material valioso, dijo que el nuevo proceso LIG ofrece un nuevo camino hacia la escritura de circuitos electrónicos en sustratos flexibles como la ropa.
"Si bien el proceso flash producirá toneladas de grafeno, el proceso LIG permitirá que el grafeno se sintetice directamente para aplicaciones electrónicas precisas en las superficies", dijo Tour.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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