Redacción NM
Durante más de una década, los científicos han intentado sintetizar una nueva forma de carbono llamada grafeno casi sin éxito. Pero los investigadores de la Universidad de Colorado Boulder finalmente lograron crear el escurridizo alótropo del carbono. Esta investigación llena un vacío de larga data en la ciencia de los materiales de carbono y abre nuevas posibilidades para la investigación en electrónica, óptica y semiconductores.
Los investigadores han documentado su proceso en un estudio titulado, “Síntesis de γ-grafeno mediante química covalente dinámica”, publicado en Nature Synthesis.
La creación de diferentes alótropos (formas) de carbono ha interesado a los científicos durante mucho tiempo debido a la versatilidad y utilidad del elemento en diversas industrias.
Los alótropos de carbono se pueden construir de diferentes maneras dependiendo de cómo se utilicen los híbridos de carbono y sus enlaces correspondientes. Los alótropos más conocidos incluyen el grafito utilizado en lápices y diamantes. Se crean a partir de carbono ‘sp2’ y carbono ‘sp3’ respectivamente.
Los científicos han utilizado métodos tradicionales para crear varios de estos alótropos a lo largo de los años, incluidos el fullereno y el grafeno. Los investigadores que trabajaron en estos materiales recibieron el Premio Nobel de Química en 1996 y 2010 respectivamente.
Pero desafortunadamente, estos métodos no permiten sintetizar juntos diferentes tipos de carbono en ningún tipo de gran capacidad y esto es necesario para crear grafeno. Debido a este obstáculo, el grafeno siguió siendo un material teórico que se especula que tiene propiedades eléctricas, mecánicas y ópticas únicas.
Los investigadores en el campo se acercaron a Wei Zhang, el coautor del artículo de investigación, y su grupo de laboratorio. Zhang es profesor de química en CU Boulder y estudia química reversible. La química reversible permite que los enlaces se autocorrijan, lo que abre posibilidades para crear nuevos tipos de ‘redes’ (estructuras ordenadas) como polímeros sintéticos que se asemejan al ADN.
El equipo utilizó un proceso llamado metátesis de alquinos junto con la termodinámica y el control cinético para crear un nuevo tipo de material que podría competir con la conductividad del grafeno, pero con control. La metátesis de alquinos se refiere a una reacción orgánica que involucra la redistribución (corte y formación) de enlaces químicos de alquinos. Los alquinos son hidrocarburos con al menos un triple enlace covalente carbono-carbono.
El material se ha creado correctamente. Pero el equipo aún necesita analizar muchos más detalles, incluido cómo crearlo a gran escala y cómo manipularlo para varios casos de uso diferentes. Estos esfuerzos ayudarán a descubrir más propiedades eléctricas y ópticas del material, lo que permitirá su uso en aplicaciones como las baterías de iones de litio.
