Podria reemplaçar el silici de dispositius electrònics en ser "més lleuger i més resistent"
BARCELONA, 12 abr. (EUROPA PRESS) -
Investigadors espanyols han desenvolupat un mètode per crear una membrana de grafè amb porus, assemblant amb precisió àtoms, la qual cosa li dona a aquest material noves propietats "realment prometedores per a futures aplicacions", en camps com la química, la biologia i la tecnologia, i que en ser semiconductor podria substituir el silici en dispositius electrònics, han explicat en roda de premsa aquest dijous.
L'estudi, publicat a la revista 'Science', ha demostrat que amb aquest mètode es pot modificar la grandària, forma i densitat dels porus, la qual cosa li dona diferents propietats i el fa permeable, com un tamís, i podria usar-se per filtrar substàncies extremadament petites, com a partícules de gasos contaminants, sals o biomolècules, així com seqüenciar ADN.
Han participat científics de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) de Bellaterra (Barcelona), del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materials Moleculares (CiQUS) de la Universitat de Santiago de Compostel·la i del Donostia International Physics Center (DIPC) de Sant Sebastià.
MÉS FORT QUE EL DIAMANT
El material té un àtom de grossor i és flexible i lleuger però més fort que el diamant, la qual cosa el converteix en candidat per desenvolupar filtres més duradors, selectius i energèticament eficients per a substàncies extremadament petites, ha detallat el professor Icrea i membre de l'ICN2 Aitor Mugarza.
Quan l'espai entre els porus es redueix a uns pocs àtoms, el grafè passa de ser un semimetal a un semiconductor: "Podem somiar amb reemplaçar el silici amb un material que és més lleuger i més resistent", ha afirmat la investigadora del DIPC Aran Garcia-Lekue, que ha afegit que han aconseguit realitzar un transistor a nivell de laboratori.
DIÀLISI I DESSALINITZADORES
El membre de l'ICN2 César Moreno ha destacat que la troballa permetria seqüenciar ADN de forma molt ràpida perquè és molt fi: "També seria un filtre molt selectiu per a cadascun dels gasos contaminants de la ciutat", mentre que podria fabricar-se un tipus de grafè nanoporós per realitzar diàlisi que filtrés la sang i, en ser conductor, podria tenir la funció extra de calcular les molècules d'urea i de glucosa que han passat.
També podria aplicar-se per al tractament d'aigua, per exemple separant la sal en dessalinitzadores a una velocitat molt més ràpida, la qual cosa estalviaria en energia, mentre que també s'ha plantejat usar-lo per separar oxigen per a hospitals o obtenir aigua de la boira, ha dit Moreno.
"Tenim el control precís de la grandària, i tenim la funció extra que, amb les funcions electròniques, podria repel·lir-se electrostàticament que una molècula entre i una altra no", sobre el que ha reflexionat que el material és molt important, però l'essència la dona la falta de matèria, com ocorre en les escultures d'Eduardo Chillida.
PATENT EUROPEA
Mugarza ha explicat que han sol·licitat una patent europea, pendent de resoldre, mentre treballen a explorar la versatilitat del material, així com provar altres aplicacions, i ha afegit que, sota el paraigua del Barcelona Institute of Science and Technology (Bist), hi ha una iniciativa per explorar les seves propietats òptiques plasmòdiques.
Produir un material amb aquestes propietats requereix una precisió que encara no està a l'abast de les tècniques actuals de fabricació, perquè perforar porus en un material d'un àtom de grossor té una gran complexitat, ha explicat l'investigador del CiQUS Diego Peña.
Aquests investigadors adopten una estratègia de "a baix a a dalt" (bottom-up) basada en principis de l'autoacoblament molecular i de polimerització en 2D, i amb els porus integrats des de l'inici.
Perquè això funcioni, requereix una molècula precursora molt específica, dissenyada per respondre davant determinats estímuls, que s'utilitzarà per acoblar un gran puzle, i en aquest cas, especialistes en química sintètica del CiQUS van fer una molècula precursora.
La van enviar a Barcelona, on l'ICN2 va realitzar els últims passos, pels quals s'usa temperatures de 400 graus: la síntesi sobre superfície i la fusió, que es fa de forma lateral i, a causa de la seva geometria, permet que quedin els porus.
