Investigadores de la UNC muestran cómo crear grafeno a escala industrial

EL Grafeno es el material del futuro, porque es más duro que el acero pero elástico y tiene mejor conductividad que la fibra óptica. Un trabajo en Science con autores locales logró captar un método para producirlo a escala.

Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) y colegas de Italia ha logrado un avance importante para concretar esta promesa.

“Para su fabricación a nivel industrial es necesario comprender primero su elaboración a nivel atómico. Hasta ahora, el detalle de dicho proceso era desconocido”, explica Marcelo Mariscal, investigador del Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba (Conicet) y de la Facultad de Ciencias Químicas de la UNC.

Mariscal y Germán Soldano, también de la UNC y Conicet, trabajaron en colaboración con colegas de la Universidad de Trieste y del Consejo Nacional de Investigación de Italia.

El equipo identificó el mecanismo de crecimiento de grafeno en una superficie de níquel, un metal que ya se usa en la industria para producir grafeno.

“El trabajo abre nuevas estrategias para mejorar la producción industrial de este material caracterizado por propiedades excepcionales”, dice Mariscal.

El estudio fue publicado la semana pasada en la revista científica Science, una de las más prestigiosas para el mundo académico.

El equipo pudo filmar cómo se forma el grafeno sobre una superficie de níquel. Los átomos sueltos de este metal actúan como catalizadores para que el carbono se una. La mejor metáfora es la de un tejido, en donde el níquel es la aguja que crea un nuevo punto para unir el carbono, que sería el hilo.

El equipo italiano liderado por Cristina Africh pudo registrar este proceso en tiempo real mediante un módulo de escaneo de alta velocidad en un sofisticado microscopio desarrollado en colaboración con Elettra-Sincrotrone (Italia).

“Con un microscopio de efecto túnel, filmamos lo que sucede en el borde de la lámina de grafeno durante su crecimiento, a una temperatura de aproximadamente 450 grados. Recolectamos hasta 60 imágenes por segundo, una velocidad de cuadro mucho más alta que las utilizadas en cinematografía o televisión”, asegura Africh.

En tanto, el equipo cordobés desarrolló una simulación por computadora que permitió interpretar las imágenes captadas con todos los detalles y explicar claramente el papel que tienen los átomos níquel en el proceso. La simulación fue realizada en el Centro de Computación de Alto Desempeño de la UNC.

Su importancia

“Ver un mecanismo de formación átomo por átomo es algo muy novedoso. También captamos imágenes del catalizador más pequeño en acción un solo átomo de níquel”, explica Mariscal.

Pero además de su relevante valor científico, este resultado es de considerable interés industrial, ya que ayudará a definir una estrategia para producir grafeno de forma más eficiente.

Por sus dificultades para fabricarlo y alto costo, en la actualidad el grafeno se usa muy poco a escala industrial. Sin embargo, ya se han logrado crear láminas de hasta dos metros de largo.

Mariscal cree que las primeras aplicaciones palpables del grafeno serán las pantallas y los cables para reemplazar la fibra óptica. “Nuestro trabajo ayudará a diseñar superficies de níquel para crear grafeno de manera controlada sin imperfecciones. También ayudará a bajar los costos”, explica.

Publicar en primera

Es la primera vez que Mariscal publica en Science. De hecho hay pocos científicos que hayan publicado en esta revista desde Córdoba. El investigadores cree que la colaboración con la Universidad de Trieste ayudó mucho en ese logró.

LOCALES. Los autores locales del trabajo, Marcelo Mariscal y Germán Soldano, trabajan en la UNC y Conicet.
LOCALES. Los autores locales del trabajo, Marcelo Mariscal y Germán Soldano, trabajan en la UNC y Conicet.

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Via La voz argentina