El grafè ja és conegut per ser increïblement fort, tot i tenir només un àtom de gruix. Aleshores, com es pot fer encara més fort? Convertint-lo en làmines de diamant, és clar. Els investigadors de Corea del Sud han desenvolupat ara un nou mètode per convertir el grafè en les pel·lícules de diamant més primes, sense haver d'utilitzar alta pressió.
El grafè, el grafit i el diamant estan fets de la mateixa matèria: carboni, però la diferència entre aquests materials és com s'organitzen i s'uneixen els àtoms de carboni. El grafè és una làmina de carboni que només té un àtom de gruix, amb forts enllaços entre ells horitzontalment. El grafit està format per làmines de grafè apilades unes sobre les altres, amb enllaços forts dins de cada làmina, però febles que connecten diferents làmines. I en el diamant, els àtoms de carboni estan molt més fortament vinculats en tres dimensions, creant un material increïblement dur.
Quan s'enforteixen els enllaços entre les capes de grafè, es pot convertir en una forma de diamant 2D coneguda com a diamant. El problema és que això normalment no és fàcil de fer. Una manera requereix pressions extremadament altes i, tan bon punt s'elimina aquesta pressió, el material torna a convertir-se en grafè. Altres estudis han afegit àtoms d'hidrogen al grafè, però això dificulta el control dels enllaços.
Per al nou estudi, investigadors de l'Institut de Ciència Bàsica (IBS) i de l'Institut Nacional de Ciència i Tecnologia d'Ulsan (UNIST) van canviar l'hidrogen per fluor. La idea és que en exposar el grafè bicapa al fluor, apropa les dues capes, creant enllaços més forts entre elles.
L'equip va començar creant grafè bicapa utilitzant el mètode provat i veritable de deposició química de vapor (CVD), sobre un substrat fet de coure i níquel. Aleshores, van exposar el grafè a vapors de difluorur de xenó. El fluor d'aquesta barreja s'adhereix als àtoms de carboni, reforçant els enllaços entre les capes de grafè i creant una capa ultrafina de diamant fluorat, conegut com a F-diamane.
El nou procés és molt més senzill que altres, cosa que hauria de facilitar relativament l'escalada. Les làmines ultrafines de diamant podrien fer components electrònics més forts, més petits i més flexibles, especialment com a semiconductor d'ampli buit.
"Aquest senzill mètode de fluoració funciona a temperatura propera a l'ambient i a baixa pressió sense l'ús de plasma o mecanismes d'activació de gas, per tant redueix la possibilitat de crear defectes", diu Pavel V. Bakharev, primer autor de l'estudi.
Hora de publicació: 24-abril-2020