Si pensábamos que con el grafeno ya estaba todo dicho en cuestión de nuevos materiales, estábamos muy equivocados. Llegan además combinaciones que permiten ampliar los usos que se le prevén a este material innovador. Hablamos entre otros del grafano y del grafino.
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Grafano
Es el equivalente hidrogenado del grafeno. Sus propiedades electrónicas aislantes complementan la conductividad del grafeno, potenciando las perspectivas de la nanoelectrónica basada en el grafeno y las tecnologías de combustible hidrógeno.
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| Comparación grafeno (sup) - grafano (inf). Foto U.Manchester |
El grafano posee una estructura monocapa similar a la del grafeno, con la diferencia de que los átomos de carbono, además de estar enlazados entre sí, lo están también a átomos de hidrógeno ubicados a ambos lados de la capa. A diferencia del grafeno, el grafano no conduce la corriente eléctrica. Los enlaces con el hidrogeno 'amarran' los electrones responsables de la buena conductividad eléctrica del grafeno, convirtiéndolo en un aislante. En principio, controlando la ubicación de los átomos de hidrogeno en la malla del grafeno sería posible construir materiales aislantes con regiones intermedias conductoras.
El grafano mantiene las buenas propiedades mecánicas de su antecesor: elevada resistencia mecánica, alta densidad y flexibilidad. Además, al calentarlo a una elevada temperatura el hidrógeno se desprende, y el grafano se convierte de nuevo en grafeno, lo cual le abriría posibilidades en aquellas tecnologías relacionadas con el uso del hidrógeno como combustible.
Pero quizás lo más importante sea que el descubrimiento del grafano abre las puertas a muchas otras modificaciones, nuevos materiales que aparecerán al sustituir el hidrógeno por átomos de otro tipo. Por ejemplo, en principio parece posible sustituir el hidrógeno, o parte de él, con flúor, cuyas posibilidades de enlace con el carbono son similares a las del hidrógeno. Así se obtendría un nuevo material (fluorografeno) con propiedades diferentes.
André Geim y Kostya Novoselov, que dirigen el grupo de investigaciones de la Universidad de Manchester, han expresado: "La industria moderna de semiconductores utiliza todos los elementos de la tabla periódica, aislantes, semiconductores y metales. Pero ¿que tal si un solo material pudiera ser modificado para cubrir el espectro completo necesario en todas las aplicaciones electrónicas?" Dada la gran cantidad de investigadores trabajando actualmente en este sentido, es muy posible que tales materiales aparezcan mucho antes de lo que se pudiera imaginar.
Grafino
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| (a) grafeno, (b) α-grafino, (c) β-grafino y (d) 6,6,12-grafino |
El grafeno, es llamado el material maravilla por sus fabulosas propiedades mecánicas y electrónicas, pero simulaciones de computador han mostrado que su hermano menos conocido, el grafino, podría ser aún mejor.
Las simulaciones realizadas en la universidad alemana de Erlangen-Nuremberg, muestran que los electrones conductores del grafino viajan extremadamente rápido (como los del grafeno), pero en un sola dirección. Ésto facilitaría diseñar transistores más rápidos y otros componentes que procesan con corriente en una sola dirección.
El grafino es similar al grafeno en su estructura bidimensional de carbono. Aunque a diferencia del grafeno, contiene enlaces dobles y triples y sus átomos no siempre tienen un arreglo hexagonal.
Hay un gran número de posibles grafinos, uno de ellos, el grafino 6,6,12 tiene un arreglo de red rectangular, por ello, el material conduce los electrones en una dirección preferente.
Hasta ahora sólo se han fabricado pequeños trozos de grafino, pero las nuevas simulaciones, pueden inspirar nuevos esfuerzos para la construcción de grandes muestras.
Fuentes: Physical Review Letters
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