El grafeno, una capa bidimensional extremadamente delgada del grafito que se usa en los lápices, se dobla cuando se enfría mientras está adherida a una superficie plana, lo que da como resultado hermosos patrones de fruncido que podrían beneficiar la búsqueda de nuevos materiales cuánticos y superconductores, según Rutgers-led.investigación en la revista Naturaleza .
Los materiales cuánticos albergan electrones que interactúan fuertemente con propiedades especiales, como trayectorias entrelazadas, que podrían proporcionar bloques de construcción para computadoras cuánticas súper rápidas. También pueden convertirse en superconductores que podrían reducir el consumo de energía al hacer que la transmisión de energía y los dispositivos electrónicos sean más eficientes.
"El pandeo que descubrimos en el grafeno imita el efecto de campos magnéticos colosalmente grandes que son inalcanzables con las tecnologías de imanes actuales, lo que lleva a cambios dramáticos en las propiedades electrónicas del material", dijo la autora principal Eva Y. Andrei, profesora de la Junta de Gobernadores en elDepartamento de Física y Astronomía de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Rutgers en New Brunswick. "El pandeo de películas delgadas rígidas como el grafeno laminado sobre materiales flexibles está ganando terreno como plataforma para la electrónica extensible con muchas aplicaciones importantes, incluidas lascámaras, recolección de energía, sensores cutáneos, dispositivos de control de la salud como pequeños robots y guantes quirúrgicos inteligentes. Nuestro descubrimiento abre el camino al desarrollo de dispositivos para controlar nano-robots que algún día pueden desempeñar un papel en el diagnóstico biológico y la reparación de tejidos ".
Los científicos estudiaron cristales de grafeno pandeados cuyas propiedades cambian radicalmente cuando se enfrían, creando materiales esencialmente nuevos con electrones que se ralentizan, se vuelven conscientes e interactúan fuertemente, lo que permite la aparición de fenómenos fascinantes como la superconductividad y el magnetismo, segúna Andrei.
Usando imágenes de alta tecnología y simulaciones por computadora, los científicos demostraron que el grafeno colocado en una superficie plana hecha de diselenuro de niobio, se dobla cuando se enfría a 4 grados por encima del cero absoluto. Para los electrones en el grafeno, el paisaje de montañas y valles creado por elel pandeo aparece como campos magnéticos gigantes. Estos campos pseudo-magnéticos son una ilusión electrónica, pero actúan como campos magnéticos reales, según Andrei.
"Nuestra investigación demuestra que el pandeo en materiales 2D puede alterar drásticamente sus propiedades electrónicas", dijo.
Los próximos pasos incluyen el desarrollo de formas de diseñar materiales 2D doblados con nuevas propiedades electrónicas y mecánicas que podrían ser beneficiosas en nano-robótica y computación cuántica, según Andrei.
El primer autor es Jinhai Mao, ex investigador asociado en el Departamento de Física y Astronomía y ahora investigador de la Academia de Ciencias de la Universidad de China. Los coautores de Rutgers incluyen al estudiante de doctorado Xinyuan Lai y un ex asociado postdoctoral,Yuhang Jiang, que ahora es investigador en la Academia de Ciencias de la Universidad de China. Slaviša Milovanović, quien dirigió el esfuerzo teórico, es un estudiante graduado que trabaja con los profesores Lucian Covaci y Francois Peeters en la Universiteit Antwerpen. Científicos de la Universidad de Manchester yel Instituto de Ciencia de los materiales en Tsukuba Japón contribuyó al estudio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :