Grafeno bicapa retorcido de ángulo mágico: sí, este es el nombre científico

En el mundo de la investigación física, el grafeno ha ganado popularidad como uno de los materiales más notables en los últimos 15 años. Aunque puede aparecer modestamente en artículos domésticos comunes como minas de lápiz, el material tiene una mayor resistencia que el acero y una mayor flexibilidad que el papel. Además de todo eso, también es un conductor excelente y ultraligero de corriente eléctrica y calor.

Recientemente, físicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts descubrieron que apilar dos hojas de grafeno y girar un pequeño ángulo entre ellas revela un campo completamente nuevo de la ciencia de los materiales: twistronic. En un artículo publicado en Naturaleza, los investigadores observaron este nuevo material, llamado grafeno bipolar mágico retorcido angular. Al modificar la temperatura del grafeno, pudieron hacer que el material cambiara de un comportamiento como aislante a una transformación en un superconductor.

Gráfico en el New York Times muestra algunas de las características interesantes que surgen al apilar y torcer dos hojas. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el grafeno es un patrón de átomos de carbono en mosaico de una capa de espesor, pero en realidad separar una hoja de grafeno ha sido bastante difícil. Un método de baja tecnología iniciado por dos físicos de la Universidad de Manchester implica el uso de cinta adhesiva para separar las capas de grafeno hasta que quede una sola.

Las pequeñas imperfecciones que surgen de láminas ligeramente desalineadas se manifiestan en un patrón que permite que los electrones salten entre átomos en regiones donde la red está alineada pero no puede fluir en regiones desalineadas. Por lo tanto, los electrones de movimiento más lento interactúan más entre sí, volviéndose "fuertemente correlacionados".

La técnica para medir las propiedades de este nuevo grafeno retorcido es igualmente de baja tecnología. Después de que una sola capa de grafeno se separa con una cinta adhesiva, la cinta se rompe por la mitad para revelar dos mitades con cuadrículas completamente alineadas. Uno de los lados se gira alrededor de 1,3 grados y se presiona sobre el otro. A veces, las capas se unían nuevamente, pero otras veces terminaban a 1,1 grados y dejaban de girar.

Cuando las capas se enfriaron a una fracción de grado por encima del cero absoluto, se observó que se convertían en superconductores, un descubrimiento increíble para los físicos involucrados en el experimento. Otros estudios demostraron que diferentes permutaciones de temperatura, campo magnético y densidad de electrones también podrían transformar el grafeno en un superconductor. Además de esto, el grafeno también podría exhibir una forma de magnetismo que surge del movimiento de los electrones en lugar de las propiedades internas de los átomos. Con tantas posibilidades aún sin explorar, es seguro que twistronics revelará pronto algunos resultados notables.

[Thanks Adrian for the tip!]

  • ESTOLA dice:

    Si bien las estructuras de carbono covalente pueden parecer modestas en artículos domésticos comunes como minas de lápiz, el grafeno tiene una mayor resistencia que el acero y una mayor flexibilidad que el papel.

    ¿Quizás?

  • Biomed dice:

    Por la descripción tengo la impresión de que este descubrimiento es serio.

    ¿Cuáles son las preocupaciones ambientales? No le creeré a nadie que diga algo menos "peligroso" hasta que se terminen las investigaciones reales. Se ha dicho que el plástico es seguro para el medio ambiente, pero muestra grandes impactos ambientales y no podemos permitir otro impulso corporativo de este tipo sin datos verificados y confirmados.

    • Ron dice:

      caso de cáñamo grafeno

    • salec dice:

      "Se ha dicho que el plástico es seguro para el medio ambiente, pero presenta importantes impactos medioambientales".
      Esto me recuerda a “un juguete irrompible es ideal para romper otros juguetes”. Quiero decir, los plásticos fueron útiles porque se destacaron por ser amigables con el medio ambiente, y es precisamente esa característica la que los hace dañinos para el medio ambiente. De manera similar, cualquier material o cosa con una propiedad “mágica” prominente inevitablemente causará daño (bueno, un cambio profundo), en última instancia. El problema no comienza cuando nos damos cuenta de las consecuencias, sino cuando no anticipamos el panorama general o no pensamos en terminar antes de comenzar. Necesitamos pensar de manera diferente sobre los problemas y reconciliarnos con los límites inherentes a las soluciones aceptables.

    • Chris dice:

      "Por la descripción tengo la impresión de que este descubrimiento es serio".

      ¿Quizás un ejemplo de por qué no siempre es seguro sacar conclusiones de las descripciones de los cursos? Pero incluso si el descubrimiento fue serio, ¿a qué te refieres? Muchos descubrimientos que han mejorado profundamente la vida se hicieron originalmente por casualidad.

      En cuanto al impacto ambiental, ¿notas que la computadora que leíste, el auto en el que viajas al trabajo, la casa / departamento en el que vives, todos contienen e involucran en su fabricación muchas sustancias y procesos amigables con el ambiente? Teniendo en cuenta que el grafeno es literalmente solo una gruesa rejilla atómica de átomos de carbono, su enfoque en las preocupaciones ambientales parece muy desproporcionado. Su argumento se asemeja a un diabético obeso y fumador empedernido contra los problemas de salud de los edulcorantes artificiales.

      Y si el hombre no desarrolla ninguna tecnología tecnológica hasta que se comprendan y se cuantifiquen todas las posibles preocupaciones ambientales a largo plazo, todavía estaríamos discutiendo la domesticación de animales debido a los fuertes gritos.

    • Kaptolo dice:

      Sigues usando esta palabra, "plástico" ... pero no creo que signifique lo que tú crees que significa.

  • jacob1001 dice:

    Nanotubos de carbono de paredes múltiples con ángulo integrado 1.1

  • Feinfinger dice:

    Creo que la rotación dará aún más sorpresas:

    • Teoría42 dice:

      ¡Guau!

  • Steve dice:

    Permíteme solucionarlo: "En el mundo de la investigación física, el grafeno se ha ganado NOTAS como uno de los materiales más SOBRETIPIFICADOS en los últimos 15 años".

    • Beto dice:

      Quizás este descubrimiento dice más sobre los patrones de muaré que sobre el grafeno.

  • RW versión 0.0.1 dice:

    Entiendo, es una nueva forma de superconductor, PERO, ¿qué tan útil es otro superconductor de temperatura súper baja?

    Supongo que podría llevarnos a buscar estructuras de grafeno en otros materiales y probar este truco para llevarlo a un lugar más útil, como hervir la temperatura del N2 o incluso el CO2.

    Luego intentaba algo como rociar óxido de cobre sobre grafeno, pelar el grafeno e intentar pegar dos de ellos en el ángulo mágico.

  • CW dice:

    Dinero extranjero. Uno tiene la impresión de que no tienen idea de cómo escalar esto para una industria.

    • Simon Jelley dice:

      Esta es una investigación básica. No se supone que sea comercialmente valioso en sí mismo, abre una nueva comprensión. Entonces, sí, se trata de becas de investigación, y sí, no tienen la intención de comercializarlo, pero no, eso no es una debilidad.

      Están explorando una forma nueva y conveniente de controlar las interacciones subnanométricas a una escala macro. Así como la investigación sobre masers nunca ha anticipado aplicaciones comerciales de láseres como la industria de CD o la fabricación de láser, y ni siquiera ha generado fotones de luz. Pero la comprensión y confirmación de los principios abre la posibilidad de futuras aplicaciones.

Fernando Román
Fernando Román

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