Una nueva forma de carbono

imagen: La nueva estructura de rejilla de carbono. La parte superior muestra esquemáticamente la unión de átomos de carbono, la formación de cuadrados, hexágonos y octágonos. La parte inferior es una imagen … ver Más

Crédito: Universidad de Marburg, Universidad Aalto

El carbono existe en varias formas. Además del diamante y el grafito, existen formas recientemente descubiertas con propiedades asombrosas. Por ejemplo, el grafeno, con un solo espesor de capa atómica, es el material más delgado que se conoce, y sus propiedades inusuales lo convierten en un candidato muy interesante para aplicaciones como la electrónica futurista y la ingeniería de alta tecnología. En el grafeno, cada átomo de carbono está unido por tres vecinos, formando formas hexagonales dispuestas en una red de panal. Los estudios teóricos han demostrado que los átomos de carbono también pueden organizarse en otros patrones de redes planas, sin dejar de estar vinculados a tres vecinos, pero ninguna de estas redes predichas aún se ha realizado.

Investigadores de la Universidad de Marburg en Alemania y la Universidad Aalto en Finlandia han descubierto ahora una nueva red de carbono, que es atómicamente delgada como el grafeno, pero formada por cuadrados, hexágonos y octetos que forman una red ordenada. Confirmaron la estructura única de la red con un sensor de escaneo de alta resolución y, curiosamente, encontraron que sus propiedades electrónicas eran muy diferentes a las del grafeno.

A diferencia del grafeno y otras formas de carbono, la nueva malla de bifenileno, como se llamó al nuevo material, tiene propiedades metálicas. Las franjas estrechas de la red, de solo 21 átomos de ancho, se comportan realmente como el metal, mientras que el grafeno es un semiconductor de este tamaño. “Estas líneas podrían usarse como cables conductores en los dispositivos electrónicos del futuro a base de carbono”. El profesor Michael Gottfried, de la Universidad de Marburg, quien lidera el equipo que desarrolló la idea, dijo. El autor principal del estudio, Qitang Fan de Marburg, continúa: “Esta nueva rejilla de carbono también puede actuar como el material de ánodo superior en las baterías de iones de litio, con una mayor capacidad de almacenamiento de litio en comparación con los materiales actuales basados ​​en grafeno”.

El equipo de la Universidad Aalto ayudó a visualizar el material y descifrar sus propiedades. El grupo del profesor Peter Lillieroth realizó microscopía de alta resolución que demostró la estructura del material, mientras que los investigadores dirigidos por el profesor Adam Foster utilizaron simulaciones y análisis por computadora para comprender las emocionantes propiedades eléctricas del material.

El nuevo material consiste en ensamblar partículas que contienen carbono sobre una superficie dorada muy fina. Estas partículas primero forman cadenas, que consisten en hexágonos enlazados, y una reacción posterior conecta estas cadenas para formar cuadrados y octágonos. Una característica importante de las cadenas es que son compactas, lo que significa que están presentes en dos tipos de reflexión, como la mano derecha y la izquierda. Solo cadenas del mismo tipo se agrupan en la superficie del oro, formando grupos bien ordenados, antes de que se conecten. Esto es fundamental para la formación del nuevo material de carbono, porque la interacción entre dos tipos diferentes de cadenas solo da como resultado grafeno. “La nueva idea es utilizar precursores moleculares que se han modificado para producir bisfenileno en lugar de grafeno”, explica Linghao Yan, que ha realizado experimentos de microscopía de alta resolución en la Universidad de Aalto.

Actualmente, los equipos están trabajando en la producción de hojas de material más grande, por lo que su potencial de aplicación se puede explorar más a fondo. Sin embargo, “estamos seguros de que este nuevo método de síntesis conducirá al descubrimiento de otras nuevas redes de carbono”. Dijo el profesor Liljeroth.

###

Publicación original: QT Fan, LH Yan, MW Tripp, O. Krejči, S. Dimosthenous, SR Kachel, MY Chen, AS Foster, U. Koert, P. Liljeroth, JM Gottfried, Biphenylene Network: A Nonbenzenoid Carbon Allotrope, Ciencias 372, (2021).

Descargo de responsabilidad: AAAS y EurekAlert! ¡No es responsable de la exactitud de los boletines enviados en EurekAlert! A través de instituciones colaboradoras o para utilizar cualquier información a través del sistema EurekAlert.

READ  Vea la creatividad en Marte en esta nueva proyección 3D de la NASA

You May Also Like

About the Author: Thera Pecina

"Bacon ninja. Gurú del alcohol. Orgulloso explorador. Ávido entusiasta de la cultura pop".

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *