El grafeno ya es conocido por ser increíblemente fuerte, a pesar de tener solo un átomo de espesor. Entonces, ¿cómo se puede hacer aún más fuerte? Convirtiéndolo en láminas de diamante, por supuesto. Investigadores de Corea del Sur han desarrollado un nuevo método para convertir el grafeno en las películas de diamante más finas, sin tener que utilizar alta presión.
El grafeno, el grafito y el diamante están hechos del mismo material (carbono), pero la diferencia entre estos materiales es cómo están dispuestos y unidos los átomos de carbono. El grafeno es una lámina de carbono de sólo un átomo de espesor, con fuertes enlaces entre ellos de forma horizontal. El grafito está formado por láminas de grafeno apiladas una encima de otra, con enlaces fuertes dentro de cada lámina pero débiles conectando láminas diferentes. Y en el diamante, los átomos de carbono están mucho más fuertemente unidos en tres dimensiones, creando un material increíblemente duro.
Cuando los enlaces entre las capas de grafeno se fortalecen, puede convertirse en una forma bidimensional de diamante conocida como diamane. El problema es que normalmente esto no es fácil de hacer. Una forma requiere presiones extremadamente altas, y tan pronto como se elimina esa presión, el material vuelve a convertirse en grafeno. Otros estudios han añadido átomos de hidrógeno al grafeno, pero eso dificulta el control de los enlaces.
Para el nuevo estudio, investigadores del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) y del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) cambiaron hidrógeno por flúor. La idea es que al exponer el grafeno bicapa al flúor, se acerquen las dos capas, creando vínculos más fuertes entre ellas.
El equipo comenzó creando grafeno bicapa utilizando el método probado de deposición química de vapor (CVD), sobre un sustrato hecho de cobre y níquel. Luego, expusieron el grafeno a vapores de difluoruro de xenón. El flúor de esa mezcla se adhiere a los átomos de carbono, fortaleciendo los enlaces entre las capas de grafeno y creando una capa ultrafina de diamante fluorado, conocida como F-diamane.
El nuevo proceso es mucho más simple que otros, lo que debería hacer que su ampliación sea relativamente fácil. Las láminas ultrafinas de diamante podrían generar componentes electrónicos más fuertes, más pequeños y más flexibles, particularmente como semiconductores de gran espacio.
"Este sencillo método de fluoración funciona a temperatura cercana a la ambiente y a baja presión, sin utilizar plasma ni ningún mecanismo de activación de gas, por lo que reduce la posibilidad de crear defectos", afirma Pavel V. Bakharev, primer autor del estudio.
Hora de publicación: 24-abr-2020