Un equipo de investigadores europeos ha creado una membrana de , carbono entrelazada libremente y del espesor tan sólo de un átomo, la materia más pequeña del mundo. Sus resultados podrían ser utilizados para realizar componentes electrónicos ultra rápidos y acelerar así el desarrollo de medicamentos. Su trabajo, en parte financiado por el VI Programa-Marco de la UE, fue publicado en la última edición de la revista Nature.
En 2004, el profesor André Geim de la Universidad de Manchester y sus colegas, descubrieron una nueva categoría de materiales compuestos por láminas de átomos del espesor de solo un átomo. El descubrimiento revolucionó el mundo de la física, pero los experimentos realizados sobre estas finas películas hicieron pensar que estos nuevos materiales simplemente se romperían si no se enganchaban firmemente a un substrato. El profesor Geim y sus colegas de Alemania y Holanda probaron esta teoría durante la última etapa de su investigación.
El grafeno es una simple capa de átomos de carbono conectados de manera semejante a un alambrado de gallinero. Los investigadores crearon una lámina de grafeno sobre un chip de silicio, unida por un delicado andamio de hilos de oro. Luego disolvieron el chip en ácido, dejando la lámina enganchada libremente del andamio.
La membrana tenía una superficie aproximada a un micrómetro cuadrado y contenía alrededor de 30 millones de átomos de carbono. A pesar de su delgadez, la membrana se mostró sumamente estable. La clave de su resistencia reside en el hecho de que las capas no son perfectamente planas, sino ligeramente rugosas, una propiedad que vuelve al material estable como un cartón ondulado.
“No pueden existir cristales perfectos y atómicos en 2D a menos que su tamaño esté limitado o contenga numerosos defectos cristalinos”, dicen los investigadores. “Las ondulaciones microscópicas del grafeno en 2D observadas en tercera dimensión, proporcionan una manera novedosa de reconciliar la alta calidad del grafeno con su estabilidad termodinámica”.
“Las membranas bidimensionnales son completamente diferentes de los cristales tridimensionales convencionales”, comentó el Dr. Jannik Meyer del instituto Max Planck de investigación sobre cuerpos sólidos. “Estamos empezando a descubrir sus propiedades fundamentales e investigar sus posibles aplicaciones”.
Los científicos piensan que estos nuevos materiales podrían utilizarse como depuradores para filtrar gases ligeros o para fabricar interruptores electromecánicos en miniatura. Podrían también utilizarse como soporte de las moléculas simples, estudiándolas con ayuda de microscopios electrónicos y constituir por lo tanto una aportación nada despreciable para los investigadores médicos, que estarían así en condiciones de analizar rápidamente las estructuras atómicas de las moléculas complejas.
“Se trata de un tipo de tecnología completamente novedosa. La palabra nanotecnología no es la adecuada para describir a estas nuevas membranas”, declaró el profesor Geim. Además añadió: “Hemos demostrado que es posible producir membranas muy finas, del grosor de un átomo. Y pensamos que esta tecnología puede también adaptarse a aplicaciones reales. No obstante, el verdadero reto consiste en realizar tales membranas a un precio competitivo, y disponibles para aplicarse a gran escala de forma rápida”.
