El grafè ja és conegut per ser increïblement fort, tot i tenir només un àtom de gruix. Aleshores, com es pot fer encara més fort? Convertint-lo en làmines de diamant, és clar. Investigadors de Corea del Sud han desenvolupat un nou mètode per convertir el grafè en les pel·lícules de diamant més primes, sense haver d'utilitzar alta pressió.
El grafè, el grafit i el diamant estan fets del mateix material (carboni), però la diferència entre aquests materials rau en com estan disposats i units els àtoms de carboni. El grafè és una làmina de carboni que només té un àtom de gruix, amb enllaços forts entre elles horitzontalment. El grafit està format per làmines de grafè apilades una sobre l'altra, amb enllaços forts dins de cada làmina però enllaços febles que connecten diferents làmines. I en el diamant, els àtoms de carboni estan molt més units en tres dimensions, creant un material increïblement dur.
Quan els enllaços entre les capes de grafè s'enforteixen, es pot convertir en una forma bidimensional de diamant coneguda com a diamà. El problema és que normalment no és fàcil de fer. Una manera requereix pressions extremadament altes, i tan bon punt es retira aquesta pressió, el material torna a ser grafè. Altres estudis han afegit àtoms d'hidrogen al grafè, però això dificulta el control dels enllaços.
Per al nou estudi, investigadors de l'Institut de Ciències Bàsiques (IBS) i de l'Institut Nacional de Ciència i Tecnologia d'Ulsan (UNIST) van substituir l'hidrogen per fluor. La idea és que, en exposar el grafè bicapa al fluor, s'acosten les dues capes, creant enllaços més forts entre elles.
L'equip va començar creant grafè bicapa utilitzant el mètode provat de deposició química de vapor (CVD), sobre un substrat fet de coure i níquel. Després, van exposar el grafè a vapors de difluorur de xenó. El fluor d'aquesta barreja s'adhereix als àtoms de carboni, enfortint els enllaços entre les capes de grafè i creant una capa ultrafina de diamant fluorat, coneguda com a F-diamà.
El nou procés és molt més senzill que els altres, cosa que hauria de facilitar-ne l'escalat. Les làmines ultrafines de diamant podrien permetre fabricar components electrònics més forts, petits i flexibles, sobretot com a semiconductor de separació ampla.
«Aquest senzill mètode de fluoració funciona a temperatura propera a la temperatura ambient i a baixa pressió sense l'ús de plasma ni cap mecanisme d'activació de gasos, per la qual cosa redueix la possibilitat de crear defectes», afirma Pavel V. Bakharev, primer autor de l'estudi.
Data de publicació: 24 d'abril de 2020