HOUSTON – (12 de febrero de 2019) – El grafeno inducido por láser (LIG, por sus siglas en inglés), una espuma escamosa del carbón de espesor atómico, tiene muchas propiedades interesantes por sí solo, pero gana nuevos poderes como parte de un compuesto.
Los laboratorios del químico de la Universidad Rice, James Tour, y Christopher Arnusch, profesor de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Israel, presentaron un lote de compuestos LIG en la revista ACS Nano de la Sociedad Americana de Química que puso las capacidades del material en paquetes más robustos.
Al infundir LIG con plástico, caucho, cemento, cera u otros materiales, los laboratorios hicieron compuestos con una amplia gama de aplicaciones posibles. Estos nuevos compuestos podrían usarse en electrónica portátil, en terapia de calor, en tratamiento de agua, en trabajos de antihielo y deshielo, en la creación de superficies antimicrobianas e incluso en la fabricación de dispositivos de memoria de acceso aleatorio resistivos.
El laboratorio de Tour llegó a LIG en 2014, cuando usó un láser comercial para quemar la superficie de una lámina delgada de plástico común, la poliimida. El calor del láser convirtió una porción del material en escamas de grafeno interconectado. El proceso de un solo paso hizo mucho más material, y con un costo mucho menor, que a través de la deposición de vapor química tradicional.
Desde entonces, el laboratorio de Rice y otros han ampliado su investigación de LIG, incluso dejando caer el plástico para hacerlo con madera y alimentos. El año pasado, los investigadores de Rice crearon espuma de grafeno para esculpir objetos en 3D.
«LIG es un gran material, pero no es mecánicamente robusto», dijo Tour, quien es coautor de una descripción general de los desarrollos de grafeno inducido por láser en la revista Accounts of Chemical Research el año pasado. «Se puede doblar y flexionar, pero no se puede frotar con la mano. Se cortará. Si se hace lo que se llama una prueba de cinta Scotch, se eliminará un montón. Pero cuando se la pone Una estructura compuesta, realmente se endurece«.
Para hacer los compuestos, los investigadores vertieron o prensaron en caliente una capa delgada del segundo material sobre LIG unida a poliimida. Cuando el líquido se endureció, retiraron la poliimida de la parte posterior para reutilizarla, dejando atrás las escamas de grafeno conectadas y conectadas.
Los compuestos blandos se pueden usar para la electrónica activa en prendas flexibles, dijo Tour, mientras que los compuestos más duros producen excelentes materiales superhidrofóbicos (que evitan el agua). Cuando se aplica un voltaje, la capa de LIG de 20 micrones de espesor mata las bacterias en la superficie, lo que hace que las versiones endurecidas del material sean adecuadas para aplicaciones antibacterianas.
Los compuestos hechos con aditivos líquidos son mejores para preservar la conectividad de las escamas LIG. En el laboratorio, se calentaron de manera rápida y confiable cuando se aplicó el voltaje. Eso debería dar al material un uso potencial como una capa de deshielo o antihielo, como una almohadilla de calor flexible para el tratamiento de lesiones o en prendas que se calientan a demanda.
«Simplemente lo viertes y ahora transfieres todos los aspectos hermosos de LIG a un material que es muy robusto«, dijo Tour.
Lea el resumen en https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b09626
