MADRID, 28 May. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de investigadores de China y Estados Unidos ha logrado un método para cortar grafeno con precisión con un nanorobot que se basa en un microscopio de fuerza atómica. El trabajo, titulado 'Corte controlado del grafeno, mediante un nanorobot basado en un microscopio de fuerza atómica', ha sido publicado en 'Scientia Sinica'.
El grafeno es una estructura bidimensional estable que ha atraído la atención de todo el mundo en los últimos años, debido a sus excelentes propiedades electrónicas, físicas y mecánicas, así como su amplia gama de aplicaciones. Se ha demostrado, experimentalmente, que las propiedades eléctricas del grafeno están estrechamente relacionadas con su tamaño, geometría y estructura; por lo tanto, conseguir que el grafeno tenga la forma deseada, es esencial para su aplicación práctica.
Hasta ahora, investigadores de todo el mundo han explorado muchos métodos de modelado de grafeno, como el corte catalítico, el microscopio de sonda de barrido, el corte mediante un haz de energía, o las técnicas fotocatalíticas. Estos métodos actuales pueden cortar el grafeno a medida pero, sin embargo, la falta de respuesta del sensor, a tiempo real, durante el modelado del grafeno, limitaba la precisión del corte, reduciendo la eficiencia de la fabricación de dispositivos.
Así, el profesor Liu Lianqing, del State Key Laboratory of Robotics, y la Academia China de Ciencias, y el profesor Xi Ning, de la Universidad Estatal de Michigan, en Estados Unidos, han llevado a cabo una nueva investigación para superar este desafío.
Los científicos investigaron métodos de corte controlado de grafeno, basados en registros de fuerza a nanoescala, añadiendo al robot patrones de percepción y de comportamiento, conductores, y un microscopio de fuerza atómica.
Además, observaron que las fuerzas de corte están ligadas a la dirección de corte de la capa de grafeno, lo que se debe a la asimetría de la estructura cristalina del material. Este descubrimiento permitirá que se utilicen las fuerzas a nanoescala como información, en tiempo real, para cortar el grafeno con control.
La microscopía de fuerza atómica es sólo una herramienta de observación de escala nanométrica, y sus principales deficiencias son su mala capacidad de ubicarse correctamente, la falta de información en tiempo real, y la baja eficiencia. Estos problemas se resuelven gracias a una robótica eficaz en la nanomanipulación.
Concretamente, en la investigación la relación entre la dirección del corte de las capas y las fuerzas de corte a nanoescala, fue estudiada de manera sistemática, mediante la rotación de la muestra en las mismas condiciones de corte. Los resultados experimentales mostraron que la fuerza de corte está relacionada con la dirección del mismo.
Combinada con las tecnologías existentes, la técnica desarrollada en este trabajo permitirá fabricar nanodispositivos de grafeno a gran escala, y a bajo costo, con alta eficiencia.
