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Los científicos logran resultados fascinantes al hacer un material bidimensional


Un equipo de investigadores de la Universidad RMIT en Melbourne ha creado láminas bidimensionales de materiales utilizando metal líquido. Los materiales nunca antes se habían visto en la naturaleza y no son más gruesos que unos pocos átomos.

El profesor de la Escuela de Ingeniería Kourosh Kalantar-zadeh y el Dr. Torben Daeneke encabezan la investigación. Esta es la culminación de su trabajo de 18 meses en el proyecto. El estudio, titulado "Un entorno de reacción de metal líquido para la síntesis a temperatura ambiente de óxidos metálicos atómicamente delgados", se publicó en CienciasDiario de este mes.

Para lograr los resultados, los investigadores sintetizaron los materiales utilizando una aleación de metal galio no tóxica. Daeneke explica el concepto detrás del experimento:

"Cuando escribes con un lápiz, el grafito deja escamas muy delgadas llamadas grafeno, que se pueden extraer fácilmente porque son estructuras en capas que ocurren naturalmente", dijo Daeneke. "¿Pero qué pasa si estos materiales no existen de forma natural?"

"Aquí encontramos un método extraordinario, pero muy simple, para crear escamas atómicamente delgadas de materiales que no existen naturalmente como estructuras en capas".

Para producir dióxido de hafnio, un óxido metálico que se utiliza a menudo como aislante eléctrico, el hafnio en polvo de los investigadores se disolvió dentro de una aleación de galio a baja temperatura.

Usando métodos tradicionales, para producir capas de aproximadamente 10 átomos de espesor, el metal se evapora en una cámara de baja presión y luego forma condensación en la superficie. Además, se necesita un equipo especial y las capas que se producen no son lisas, según el profesor Kalantar-zadeh. Este proceso de condensación generalmente termina con "islas" que se forman en la superficie y luego se juntan para formar la capa única deseada.

Este proceso no ocurre sin problemas, explica Kalantar-zadeh: "Los bordes, donde las islas se unen, crean límites en los que los electrones [que viajan a través del óxido metálico] rebotan [y se bloquean]". La nueva técnica permite que los electrones se muevan ininterrumpidamente, lo que significa una mayor eficiencia en el proceso general y los resultados. Las diferencias son muy sorprendentes: los científicos crearon un material que fue sólo dos o tres átomos de espesor.

¿Un cambio en la electrónica?

Otro aspecto interesante de este experimento es que los resultados se lograron mediante métodos simples y relativamente rentables, lo que sorprendió al equipo de investigadores. El equipo ni siquiera requirió equipo especial adicional, simplemente una estufa y una pequeña lista de ingredientes.

La buena noticia también es que este método es bastante versátil.

"Creemos que la técnica podría aplicarse a un tercio de la tabla periódica", expresó Daeneke con optimismo.

El impacto más inmediato que podría tener esta investigación es en el área de la electrónica: desde los teléfonos inteligentes hasta las radios de transistores, los óxidos metálicos son una parte fundamental del funcionamiento de varios dispositivos electrónicos importantes. Esto significa que cuanto más delgada sea la capa de óxido metálico que los investigadores puedan crear, más eficiente energéticamente será el componente electrónico y más rápido funcionará. Los resultados demuestran que "la ruta de reacción basada en metal líquido se puede utilizar para crear materiales 2D que antes eran inaccesibles con métodos preexistentes".

Gracias a la importancia de este equipo de investigadores, el futuro de la electrónica parece muy brillante. Esto afectará la forma en que se trazará el camino de la investigación y el desarrollo para una serie de industrias.


Ver el vídeo: Estudio teórico de Nuevos Materiales Bidimensionales (Diciembre 2021).