O grafeno xa é coñecido por ser incriblemente forte, a pesar de ter só un átomo de grosor. Entón, como se pode facer aínda máis forte? Converténdoo en láminas de diamante, por suposto. Investigadores de Corea do Sur desenvolveron agora un novo método para converter o grafeno nas películas de diamante máis finas, sen ter que usar alta presión.
O grafeno, o grafito e o diamante están feitos da mesma substancia (carbono), pero a diferenza entre estes materiais reside en como se dispoñen e se unen os átomos de carbono. O grafeno é unha lámina de carbono dun só átomo de grosor, con fortes enlaces entre elas horizontalmente. O grafito está formado por láminas de grafeno apiladas unhas enriba das outras, con enlaces fortes dentro de cada lámina pero débiles que conectan diferentes láminas. E no diamante, os átomos de carbono están moito máis unidos en tres dimensións, o que crea un material incriblemente duro.
Cando se fortalecen as unións entre as capas de grafeno, pode converterse nunha forma bidimensional de diamante coñecida como diamano. O problema é que isto non adoita ser doado de facer. Unha forma require presións extremadamente altas e, en canto se elimina esa presión, o material volve converterse en grafeno. Outros estudos engadiron átomos de hidróxeno ao grafeno, pero iso dificulta o control das unións.
Para o novo estudo, investigadores do Instituto de Ciencias Básicas (IBS) e do Instituto Nacional de Ciencia e Tecnoloxía de Ulsan (UNIST) substituíron o hidróxeno por flúor. A idea é que, ao expoñer o grafeno bicapa ao flúor, as dúas capas se acheguen, creando enlaces máis fortes entre elas.
O equipo comezou creando grafeno bicapa empregando o método probado de deposición química de vapor (CVD), sobre un substrato feito de cobre e níquel. Despois, expuxeron o grafeno a vapores de difluoruro de xenón. O flúor desa mestura adhírese aos átomos de carbono, fortalecendo as unións entre as capas de grafeno e creando unha capa ultrafina de diamante fluorado, coñecida como F-diamano.
O novo proceso é moito máis sinxelo que outros, o que debería facilitar a súa ampliación. As láminas ultrafinas de diamante poderían permitir a creación de compoñentes electrónicos máis fortes, pequenos e flexibles, especialmente como semicondutores de fenda ancha.
«Este sinxelo método de fluoración funciona a temperatura case ambiente e a baixa presión sen o uso de plasma nin ningún mecanismo de activación de gas, polo que reduce a posibilidade de crear defectos», afirma Pavel V. Bakharev, primeiro autor do estudo.
Data de publicación: 24 de abril de 2020