Altamente procesable y versátil, la masa se puede remodelar fácilmente cortando, pellizcando, moldeando y tallando.

Un equipo de la Universidad Northwestern está cambiando el mundo del grafeno, literalmente.

El equipo ha convertido el óxido de grafeno (GO) en una masa de juego suave, moldeable y amasable que puede moldearse y moldearse en estructuras tridimensionales independientes.

Llamado “GO dough”, el producto puede ser divertido para jugar con él, pero es más que un juguete. El material maleable resuelve varios problemas de larga data, y en ocasiones explosivos, en la industria de fabricación de grafeno.

En la actualidad, el óxido de grafeno se almacena como sólidos secos o polvos, que son propensos a la combustión”, dijo Jiaxing Huang, quien dirigió el estudio. “O tienen que convertirse en dispersiones diluidas, que multiplican la masa del material por cientos o miles“.

Huang relató su envío más reciente de 5 kilogramos de óxido de grafeno, que se dispersó en 500 litros de líquido. “Tenía que ser entregado en un camión”, dijo. “La misma cantidad de óxido de grafeno en forma de masa pesaría unos 10 kilogramos, y yo podría cargarlo yo mismo”.

La investigación se publicó hoy (24 de enero) en la revista Nature Communications . Huang es profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern.

El óxido de grafeno, que es un producto de la oxidación de grafito, se usa a menudo para hacer grafeno, una capa gruesa de carbono de capa única de átomo que es notablemente fuerte, liviana y tiene potencial para aplicaciones en electrónica y almacenamiento de energía.

Solo agrega agua

El equipo de Huang hizo “GO dough” agregando una concentración ultra alta de óxido de grafeno al agua. Si el equipo hubiera utilizado aditivos aglutinantes, habría tenido que procesar más el material para eliminar estos aditivos con el fin de devolver el óxido de grafeno a su forma pura.

“Agregar aglutinantes como los plásticos podría convertir cualquier cosa en un estado de masa”, dijo Huang. “Pero estos aditivos a menudo alteran significativamente las propiedades del material”.

Después de formarse en estructuras, la masa se puede convertir en sólidos densos que son eléctricamente conductores, químicamente estables y mecánicamente duros. O, se puede agregar más agua a la masa para transformarla en una dispersión “GO dough” de alta calidad a pedido. La masa también puede procesarse aún más para hacer materiales de óxido de grafeno y grafeno de diferentes formas con microestructuras ajustables. Huang espera que la facilidad de uso de “GO dough” pueda ayudar al grafeno a alcanzar su potencial tan esperado como un super material.

Mi sueño es convertir las hojas a base de grafeno en un material de ingeniería fácilmente accesible y fácil de usar, como el plástico, el vidrio y el acero“, dijo Huang. “Espero que “GO dough” pueda ayudar a inspirar nuevos usos de materiales a base de grafeno, al igual que la forma en que el juego puede inspirar la imaginación y creatividad de los niños pequeños“.

Más información: Che-Ning Yeh et al, Masas de óxido de grafeno sin aglomerante, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-08389-6
Referencia del diario: Nature Communications