Crean una malla de grafeno poroso con propiedades "prometedoras" para nuevas aplicaciones

Podría reemplazar el silicio de dispositivos electrónicos al ser "más ligero y más resistente"

BARCELONA, 12 Abr. (EUROPA PRESS) -

Investigadores españoles han desarrollado un método para crear una membrana de grafeno con poros, ensamblando con precisión átomos, lo que le da a este material nuevas propiedades "realmente prometedoras para futuras aplicaciones", en campos como la química, la biología y la tecnología, y que al ser semiconductor podría sustituir el silicio en dispositivos electrónicos, han explicado en rueda de prensa este jueves.

El estudio, publicado en la revista 'Science', ha demostrado que con este método se puede modificar el tamaño, forma y densidad de los poros, lo que le da diferentes propiedades y lo hace permeable, como un tamiz, y podría usarse para filtrar sustancias extremadamente pequeñas, como partículas de gases contaminantes, sales o biomoléculas, así como secuenciar ADN.

Han participado científicos del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) de Bellaterra (Barcelona), del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materials Moleculares (CiQUS) de la Universidad de Santiago de Compostela y del Donostia International Physics Center (DIPC) de San Sebastián.

MÁS FUERTE QUE EL DIAMANTE

El material tiene un átomo de grosor y es flexible y ligero pero más fuerte que el diamante, lo que lo convierte en candidato para desarrollar filtros más duraderos, selectivos y energéticamente eficientes para sustancias extremadamente pequeñas, ha detallado el profesor Icrea y miembro del ICN2 Aitor Mugarza.

Cuando el espacio entre los poros se reduce a unos pocos átomos, el grafeno pasa de ser un semimetal a un semiconductor: "Podemos soñar con reemplazar el silicio con un material que es más ligero y más resistente", ha afirmado la investigadora del DIPC Aran Garcia-Lekue, que ha añadido que han logrado realizar un transistor a nivel de laboratorio.

DIÁLISIS Y DESALINIZADORAS

El miembro del ICN2 César Moreno ha destacado que el hallazgo permitiría secuenciar ADN de forma muy rápida porque es muy fino: "También sería un filtro muy selectivo para cada uno de los gases contaminante de la ciudad", mientras que podría fabricarse un tipo de grafeno nanoporoso para realizar diálisis que filtrara la sangre y, al ser conductor, podría tener la función extra de calcular las moléculas de urea y de glucosa que han pasado.

También podría aplicarse para el tratamiento de agua, por ejemplo separando la sal en desalinizadoras a una velocidad mucho más rápida, lo que ahorraría en energía, mientras que también se ha planteado usarlo para separar oxígeno para hospitales u obtener agua de la niebla, ha dicho Moreno.

"Tenemos el control preciso del tamaño, y tenemos la función extra de que, con las funciones electrónicas, podría repelerse electrostáticamente que una molécula entre y otra no", sobre lo que ha reflexionado que el material es muy importante, pero la esencia la da la falta de materia, como ocurre en las esculturas de Eduardo Chillida.

PATENTE EUROPEA

Mugarza ha explicado que han solicitado una patente europea, pendiente de resolver, mientras trabajan en explorar la versatilidad del material, así como probar otras aplicaciones, y ha añadido que, bajo el paraguas del Barcelona Institute of Science and Technology (Bist), hay una iniciativa para explorar sus propiedades ópticas plasmódicas.

Producir un material con estas propiedades requiere una precisión que todavía no está al alcalce de las técnicas actuales de fabricación, porque perforar poros en un material de un átomo de grosor tiene una gran complejidad, ha explicado el investigador del CiQUS Diego Peña.

Estos investigadores adoptan una estrategia de "abajo a arriba" (bottom-up) basada en principios del autoensamblaje molecular y de polimerització en 2D, y con los poros integrados desde el inicio.

Para que esto funcione, requiere una molécula precursora muy específica, diseñada para responder ante determinados estímulos, que se utilizará para acoplar un gran puzzle, y en este caso, especialistas en química sintética del CiQUS hicieron una molécula precursora.

La enviaron a Barcelona, donde el ICN2 realizó los últimos pasos, para los que se usa temperaturas de 400 grados: la síntesis sobre superfície y la fusión, que se hace de forma lateral y, debido a su geometría, permite que queden los poros.